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Implementação e validação de um método de controlo do teor de COV em tintas líquidas, por GC-MS com amostrador headspace
Ana Catarina Santos Mestrado em Química Departamento de química 2015
Orientador Cosme Moura Professor Auxiliar, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Etelvina Veludo Diretora Controle e qualidade e formação, CIN – Corporação Industrial do Norte, S.A.
Todas as correções determinadas pelo júri, e só essas, foram efetuadas. O Presidente do Júri,
Porto, ______/______/_________
“The future belongs to those who believe in the beauty of their dreams.”
Eleanor Roosevelt
Agradecimentos
Ao longo deste estágio várias foram as pessoas que me apoiaram, incentivaram e
colaboraram na realização deste projeto, e como tal não posso deixar de lhes agradecer.
Em primeiro lugar os meus agradecimentos são dirigidos ao Eng.º João Machado, por
me ter concedido a oportunidade de realizar o estágio numa empresa de renome como
a CIN.
Agradeço também à Dr.ª Etelvina Veludo e ao Prof. Cosme Moura por todos os
ensinamentos que me passaram, por toda a disponibilidade, empenho e dedicação para
que de alguma forma pudesse atingir os melhores resultados possíveis.
Ao centro de investigação e desenvolvimento, em especial à Conceição Dias e à
Elisabete Silva, por todo o carinho, boa disposição e total disponibilidade, que facilitou
a minha integração na empresa.
A todos os meus amigos que me apoiaram e acompanharam na realização deste
projeto.
Agradeço à minha grande família, em particular aos meus pais e à minha irmã, pelo
constante amor, carinho, paciência, apoio e motivação para ser mais e melhor. Sem
vocês nada disto seria possível.
Por fim, mas não menos importante, ao Ricardo, por me ter apoiado, incentivado,
animado e feito sorrir no desenvolvimento deste estágio. Obrigada por tudo!
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tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
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Resumo
Com o intuito de minimizar a emissão de poluentes atmosféricos no espaço da
Comunidade Europeia, a diretiva 2004/42/CE estabeleceu limites para as emissões de
compostos orgânicos voláteis (COV) resultantes da utilização de solventes orgânicos
em tintas, vernizes e produtos de retoque automóvel. O cumprimento dos requisitos
impostos pela diretiva levou ao desenvolvimento de metodologias de análise química
capazes de rastrear e quantificar o teor de COV presente nas diferentes formulações de
tintas e vernizes [1]. A adoção da norma EN ISO 11890-2 [2] permitiu, ao setor das tintas
e vernizes, a observância de regras comuns para determinação do teor de COV em
diferentes produtos. Apesar dessa norma apresentar os requisitos necessários para a
determinação dos COV, com o tempo acabaria por se mostrar inadequada ao propor a
injeção direta da amostra no injetor cromatográfico, traduzindo-se em erros resultantes
não só da medição da quantidade de amostra, mas também de uma linha de base
irregular acompanhada por picos fantasma. Por outro lado, algumas empresas da área
estão atualmente a desenvolver produtos com base em novos critérios ecológicos, com
o intuito de reduzir os impactos negativos para o ambiente comparativamente a outros
produtos da mesma categoria. Em 2014, os critérios para atribuição de rótulo ecológico
foram revistos e uma nova decisão da comissão europeia foi publicada sobre este
assunto. Nesta decisão, para além de se considerar os COV são também considerados
os compostos orgânicos semi-voláteis (COSV) [3].
Neste contexto e fazendo face às necessidades da empresa CIN nesta área, o presente
trabalho consistiu no desenvolvimento de um projeto na área da análise química dos
COV e COSV por cromatografia gasosa com detetor de massa. O principal objetivo
definido foi a implementação e validação de uma metodologia analítica para a
determinação de COV e COSV em tintas líquidas.
Uma das primeiras fases deste projeto passou pela otimização das condições
operacionais do amostrador headspace e do cromatógrafo gasoso, de forma que todos
os compostos voláteis fossem separados com a eficiência e resolução adequada.
Estabelecidas as condições operacionais, prosseguiu-se com o desenvolvimento de
métodos de quantificação, tendo sido implementado o método do padrão interno. Após
o desenvolvimento das curvas de calibração necessárias para a quantificação dos
analitos presentes nas tintas, procedeu-se à análise de um conjunto de tintas.
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tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
Por fim, fez-se a validação da metodologia analítica, com a realização do estudo da
sensibilidade, dos limiares analíticos, da linearidade e da precisão. No futuro, será
necessário continuar com a validação da metodologia analítica, realizando estudos ao
nível da exatidão.
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Abstract
Directive 2004/42/EC established limits for emissions of volatile organic compounds
(VOC) in order to reduce the emissions of air pollutants which result from the use of
organic solvents in paints, varnishes and coatings. Compliance with the requirements of
this Directive led to adoption of methods of chemical analysis able to identify and quantify
the VOC content present in paints and varnishes [1].
Standard EN-ISO-11890-2 [2] allows the correct measuring of VOC content in different
products, however, over time the standard would eventually prove inadequate by
proposing direct injection of the sample therefore resulting in errors, not only in
measuring the amount of sample but also by causing irregular base line and the
appearance of ghost peaks.
On the other hand, some companies in this industry are developing products based on
new ecological criteria, in order to reduce negative impacts on the environment. In 2014,
Ecolabel criteria have been revised and a new European Commission decision was
published. In this decision considerations about semi-volatile organic compounds
(SVOC) were introduced [3].
In this context, addressing CIN’s needs in this theme, the present work hereby develops
a project for VOC and SVOC analysis by gas chromatography with mass detector. The
main goal was the implementation and validation of an analytical methodology for the
determination of VOC and COSV in liquid paints.
The first phase of this project was the optimization of the operational conditions of the
headspace sampler and the gas chromatograph in order that all volatile compounds were
separated with efficiency and proper resolution. After the operational conditions were
established, the development of quantification methods continued, using the internal
standard method. The analysis of a group of several paints was possible with the
development of the calibration curves necessary for the quantification of analytes present
in paint samples.
Finnally, the validation of the analytical method developed was carried out, with the
realization of sensitivity, analytical thresholds, linearity and precision studies. In future, it
will be necessary to continue the validation of the analytical methodology, namely with
the realization of accuracy tests.
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Índice
1. Introdução .............................................................................................................. 3
1.1. Enquadramento e objetivo do trabalho realizado ............................................ 3
1.2. Plano de trabalho ........................................................................................... 4
1.3. Entidade acolhedora ....................................................................................... 5
1.4. Noções gerais sobre tintas ............................................................................. 6
1.4.1. Principais constituintes de uma tinta ........................................................ 6
2. Determinação do teor de COV e COSV em tintas, vernizes e produtos similares
líquidos ....................................................................................................................... 11
2.1. Regulamentação .......................................................................................... 11
2.1.1. Diretiva 1999/13/CE transposta para o DL 242/2001, de 31 de agosto .. 12
2.1.2. Diretiva 2004/42/CE transposta para o DL 181/2006, de 6 de setembro 12
2.1.3. Diretiva 2010/79/EU transposta para o DL 180/2012, de 3 de agosto .... 15
2.2 Norma Portuguesa- NP EN ISO 11890 ..................................................... 15
2.2.1 Norma portuguesa NP EN ISO 11890-1: Método da diferença .............. 16
2.2.2 Norma portuguesa EN ISO 11890-2: Método por cromatografia em fase
gasosa 17
2.3 Rótulo ecológico ........................................................................................... 21
3. Cromatografia gasosa com detetor de massa e amostragem headspace ............ 24
3.1. Cromatografia ............................................................................................... 24
3.2. Cromatografia em fase gasosa ..................................................................... 26
3.3. Amostragem por headspace ......................................................................... 32
3.3.1. Amostrador headspace comercial .......................................................... 35
4. Validação de métodos analíticos ......................................................................... 42
4.1. Limites analíticos .......................................................................................... 46
4.1.1. Limite de deteção .................................................................................. 47
4.4.2. Limite de quantificação .......................................................................... 47
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4.5. Seletividade/especificidade ........................................................................... 48
4.6. Sensibilidade ................................................................................................ 48
4.7. Precisão ....................................................................................................... 49
4.7.1. Repetibilidade ........................................................................................... 49
4.7.2. Reprodutibilidade ...................................................................................... 50
4.7.3. Precisão intermédia .................................................................................. 50
4.8. Exatidão ....................................................................................................... 51
4.9. Robustez ...................................................................................................... 51
5. Desenvolvimento experimental ............................................................................ 54
5.1. Reagentes .................................................................................................... 55
5.2. Material e instrumentação ............................................................................. 55
5.2.1. Material .................................................................................................. 55
5.2.2. Instrumentação ...................................................................................... 56
5.3. Condições operacionais do amostrador headspace ...................................... 57
5.4. Condições operacionais do cromatógrafo gasoso ........................................ 57
5.5. Condições operacionais do espetrómetro de massa ..................................... 59
5.6. Procedimento experimental .......................................................................... 60
5.6.1. Preparação da amostra ......................................................................... 60
5.6.2. Preparação das soluções padrão .......................................................... 61
6. Resultados obtidos e discussão ........................................................................... 64
6.1. Determinação quantitativa de COV e COSV em tintas com teor de COV <15%
64
6.2. Determinação quantitativa de COV em tintas com teor de COV> 15% ......... 69
6.3. Validação da metodologia analítica .............................................................. 71
6.3.1. Estudo da linearidade ............................................................................ 72
6.3.2. Limiares analíticos ................................................................................. 75
6.3.3. Sensibilidade ......................................................................................... 76
6.3.4. Precisão ................................................................................................ 77
6.3.5. Seletividade ........................................................................................... 79
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7. Considerações finais ........................................................................................... 82
Referências bibliográficas ........................................................................................... 84
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Índice de Tabelas
Tabela 1:Exemplos de aditivos de uma tinta e sua função. ........................................... 8
Tabela 2: Teor máximo de COV para as diferentes subcategorias de tintas e vernizes
nos termos do Anexo III da diretiva 2004/42/CE. ........................................................ 14
Tabela 3:Condições operacionais do amostrador headspace. .................................... 57
Tabela 4:Condições operacionais GC: Programa de pressão na cabeça da coluna do
método de separação e determinação de COV e COSV. .......................................... 58
Tabela 5:Condições operacionais GC: Programa de pressão na cabeça da coluna do
método de separação e determinação de COV. ......................................................... 58
Tabela 6:Condições operacionais GC: programa de temperatura do método de
separação e determinação de COV e COSV. ............................................................. 59
Tabela 7:Condições operacionais GC: programa de temperatura do método de
separação e determinação de COV. ........................................................................... 59
Tabela 8: Condições operacionais do espetrómetro de massa. .................................. 60
Tabela 9:Dados referentes ao traçado da reta de calibração do butildiglicol na presença
de padrão interno. ....................................................................................................... 65
Tabela 10: Concentração de butildiglicol para a tinta A1. ............................................ 66
Tabela 11:Teor experimental de COV e COSV da tinta A1 para as três tomas ensaiadas.
................................................................................................................................... 67
Tabela 12:Teores de COV e COSV da tinta A1 e respetivas incertezas. .................... 67
Tabela 13:Teores de COV e COSV de todas as tintas ensaiadas com teor de COV
inferior a 15%.............................................................................................................. 68
Tabela 14:Dados referentes à tinta B1 necessários à obtenção do seu teor de COV. 69
Tabela 15:Teor de COV determinado para a tinta B1 e respetiva incerteza. ............... 70
Tabela 16:Teores de COV de todas as tintas ensaiadas com teor de COV superior a
15%. ........................................................................................................................... 71
Tabela 17:Resultados obtidos para a homogeneidade de variâncias. ......................... 73
Tabela 18:Parâmetros de avaliação da linearidade da curva de calibração. ............... 75
Tabela 19:Limites de deteção e de quantificação do método de quantificação de
butildiglicol e de texanol. ............................................................................................. 76
Tabela 20: Valores da sensibilidade do método de quantificação de butildiglicol e
texanol. ....................................................................................................................... 77
Tabela 21:Resultados obtidos para o estudo da repetibilidade dos padrões de
butildiglicol e de texanol. ............................................................................................. 78
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Tabela 22:Resultados obtidos para o estudo da precisão intermédia. ........................ 79
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Índice de Figuras
Fig. 1.: Principais componentes de uma tinta. ............................................................... 7
Fig. 2:Princípios gerais de uma separação cromatográfica. ........................................ 24
Fig. 3: Método cromatográficos. .................................................................................. 25
Fig. 4:Composição típica de um cromatógrafo gasoso. ............................................... 26
Fig. 5:Curvas de van Deemter para o hélio, azoto e hidrogénio para uma mesma coluna.
................................................................................................................................... 27
Fig. 6:Esquema representativa de um injetor cromatográfico sem repartição. ............ 28
Fig. 7:Ilustração esquemática dos principais componentes de um detetor de
espetrometria de massa. ............................................................................................ 30
Fig. 8:Constituição e funcionamento esquemático de um analisador de massa do tipo
quadrupolo. ................................................................................................................. 31
Fig. 9:Extração por headspace dos componentes voláteis de uma amostra liquida em
equilíbrio térmico com a fase gasosa. ......................................................................... 33
Fig. 10:Módulo high pressure aquando aplicação de duas pressões. ......................... 36
Fig. 11:Pressurização da linha pneumática durante a fase de termostatização. ......... 36
Fig. 12:Pressurização do vial durante a fase de pressurização. .................................. 37
Fig. 13:Transferência de uma fração gasosa do headspace para o injetor
cromatográfico. ........................................................................................................... 38
Fig. 14:Pressurização da linha pneumática à pressão P2. .......................................... 38
Fig. 15: Imagem do cromatógrafo gasoso acoplado ao espetrómetro de massa e ao
amostrador headspace utilizado na CIN. .................................................................... 56
Fig. 16:Cromatograma obtido em modo de corrente iónica total da tinta A1 ............... 64
Fig. 17:Reta de calibração de butildiglicol na presença de padrão interno. ................ 66
Fig. 18:Cromatograma obtido em modo de corrente iónica total da tinta B1. .............. 70
Fig. 19:Curva de calibração por um plinómio de grau1 para o butildiglicol e para o
texanol. A linha a cheio define o conjunto de valores dentro do intervalo de quantificação,
a tracejado os valores abaixo do limite de quantificação. ............................................ 74
Fig. 20:Curva de calibração por um polinómio de grau 2 para o butildiglicol e para o
texanol. ....................................................................................................................... 74
Capítulo 1
Introdução
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1. Introdução
1.1. Enquadramento e objetivo do trabalho realizado
A crescente preocupação que se tem vindo a sentir, nas últimas décadas, em todos os
países da União Europeia quanto à necessidade de se proteger o meio ambiente, em
particular no que diz respeito à melhoria da qualidade do ar, levou a União Europeia a
tomar um conjunto de medidas legislativas com o intuito de reduzir as emissões de
diversos poluentes, como o enxofre, os óxidos de azoto, o amoníaco e os compostos
orgânicos voláteis (COV).
O principal problema ambiental com a emissão de COV é a sua reação com o oxigénio
que, na presença de NOx e sob efeito da radiação solar, leva à formação de ozono
troposférico, que é um dos mais problemáticos poluentes atmosféricos. No quadro da
estratégia comunitária integrada de combate ao ozono troposférico, foi criada a diretiva
2004/42/CE, de 21 de Abril de 2004, que altera a anterior diretiva 1999/13/CE, com o
intuito de limitar as emissões de compostos orgânicos voláteis (COV) em determinadas
tintas, vernizes e produtos de retoque automóvel [1].
Como seria de esperar, o cumprimento daquela diretiva veio afetar diretamente os
fabricantes de tintas e vernizes pela necessidade que tiveram de reduzir, tanto quanto
técnica e economicamente possível, o conteúdo de COV na maioria dos seus produtos.
A exigência de que todos os produtos só deverão ser comercializados se o respetivo
teor de COV não exceder os valores-limite previstos, obrigou também os fabricantes a
incluírem a monitorização do teor de COV no controlo de qualidade dos seus produtos
como forma de garantirem a observância dos requisitos impostos pela diretiva. Esta
tarefa foi facilitada com a elaboração da norma EN ISO 11890, que estabeleceu um
método de determinação do teor de COV em tintas, vernizes e suas matérias-primas.
Esta norma é constituída por duas partes, que constituem cada uma delas as normas
EN ISO 11890-1 [4] e 11890-2 [2]. A primeira especifica um método de menor
complexidade de execução e que deve ser usado quando o teor de COV esperado é
superior a 15 % em massa. Enquanto a segunda deverá ser usada nos casos em que
se prevê um teor de COV compreendido entre 0,1 % e 15 % em massa.
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Apesar da norma EN ISO 11890-2 apresentar os requisitos necessários para a
determinação dos COV, com o tempo acabaria por se mostrar inadequada ao propor a
injeção direta da amostra no injetor cromatográfico, traduzindo-se em erros de medição
da quantidade de amostra e em custos de substituição precoce da seringa, liner e
coluna. A inadequabilidade da norma acentua-se ainda ao não acompanhar os avanços
mais recentes nos critérios ecológicos introduzidos no setor das tintas e vernizes.
Atualmente, algumas empresas da área, com o intuito de promover produtos que podem
reduzir os impactos negativos para o ambiente comparativamente a outros produtos da
mesma categoria, desenvolveram produtos com base em novos critérios ecológicos, em
particular com teores de COV inferiores a 0,1 % em massa. Em 2014, os critérios para
atribuição de rótulo ecológico foram revistos e uma nova decisão da comissão europeia
estabeleceu que a redução das emissões deveriam ser estendidas aos compostos
orgânicos semi-voláteis (COSV).
Neste contexto e fazendo face às necessidades da empresa CIN nesta área, o presente
trabalho consistiu no desenvolvimento de um projeto na área da análise química dos
COV e COSV por cromatografia gasosa com deteção de massa. O principal objetivo
definido foi a implementação e validação de uma metodologia analítica para a
determinação de COV e COSV em tintas líquidas, onde a injeção direta prevista pela
norma EN ISO 11890-2 foi substituída por um amostrador headspace.
1.2. Plano de trabalho
Numa primeira fase, após a pesquisa dos recursos bibliográficos para a execução deste
trabalho, procedeu-se à otimização das condições operacionais do cromatógrafo
gasoso e do headspace, para que todos os analitos voláteis de uma tinta possam ser
separados com a eficiência e resolução adequada. Prosseguiu-se com o
desenvolvimento e implementação de métodos de quantificação para a determinação
de COV e COSV em tintas com baixo teor de COV (< 1%), em tintas com um teor de
COV até 15% e em tintas com COSV. Por fim, após a conclusão da implementação do
método de análise, procedeu-se à sua validação a partir dos parâmetros de mérito:
seletividade, sensibilidade, limiares analíticos, linearidade e precisão.
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1.3. Entidade acolhedora
A CIN tem como principal atividade a produção e a comercialização de tintas, vernizes
e produtos afins para diversos segmentos de mercado: Industria, Decorativos, Proteção
anticorrosiva e Acessórios. O grupo CIN possui unidades fabris em Portugal (Maia, 2),
Espanha (Barcelona), França (Lyon, 2), Angola (Benguela) e Moçambique (Maputo),
distribuindo os seus produtos em Portugal e Espanha através de uma rede de lojas
próprias, franchisados, concessionados e revendedores autorizados.
Do seu já longo historial, destacam-se alguns acontecimentos que marcaram
decididamente a trajetória da CIN no setor das tintas e vernizes. Em 1917, a CIN deu
início à sua atividade industrial com o nome de Companhia Industrial do Norte Lda., com
a produção e a introdução de diversos produtos no mercado, nomeadamente tintas,
vernizes, óleos e sabões. Já em 1962, a CIN passou a designar-se Corporação
Industrial do Norte Lda., dedicando a sua atividade à produção e comercialização de
tintas e vernizes. Nos anos 70, verificou-se um forte crescimento na área das tintas
decorativas. Com a criação da empresa tintas CIN Angola S.A., em 1970, e da empresa
tintas CIN Moçambique, SARL, em 1973, a CIN apostou numa estratégia de crescimento
e internacionalização. Com o tempo, a CIN continuou com o seu crescimento a partir da
criação e aquisição de outras empresas no ramo das tintas, assim como o
estabelecimento de parcerias com outras empresas. A nível nacional, a CIN adquiriu as
empresas Tintas Lacose, Lda. e Sotinco - Sociedade de Tintas de Construção, S.A., no
final dos anos 80 e início dos anos 90 respetivamente. A nível internacional, adquiriu a
Barnices Valentine, em Espanha e a Celliose em França. Atualmente, a CIN encontra-
se certificada pelas normas ISO 9001, ISO 14001 e, OSHA 180001 e, é constituída por
sete unidades fabris, distribuídas pela Europa e África, três centros I&D, mais de 100
lojas e mais de 1000 colaboradores sendo líder ibérica no setor das tintas e vernizes.
Assim, a CIN é um exemplo de desenvolvimento e inovação [5].
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1.4. Noções gerais sobre tintas
As tintas e revestimentos ocupam um lugar proeminente na história cultural da
humanidade. O fascínio pelas cores e pelo aspeto decorativo das tintas existe desde os
tempos pré-históricos, como o testemunham as pinturas das cavernas, feitas com tintas
à base de gordura animal e terras coradas ou pigmentos naturais, tais como o ocre [6].
Segundo a norma portuguesa NP 41 [7], as tintas são definidas como sendo um produto
de pintura com composição pigmentada líquida, em pasta ou em pó, que quando
aplicada em camada fina sobre uma superfície apropriada, no estado em que é
fornecida ou após diluição, dispersão em produtos voláteis ou fusão, é convertível ao
fim de um certo tempo, numa película sólida, contínua, corada e opaca. Normalmente
as tintas são aplicadas em substratos tais como rebocos, betão, gesso, telhados,
plásticos, metais, madeira, pavimentos entre outros. Em termos económicos, as tintas
apresentam um papel crucial na proteção das superfícies contra a corrosão,
aumentando assim não só o valor comercial mas também as propriedades mecânicas
da maioria dos substratos onde foram aplicadas. A nível mundial, tem havido nos últimos
anos um aumento significativo da consciência relativamente à necessidade de proteção
do meio ambiente. Neste contexto, a indústria das tintas e vernizes direciona a sua
investigação e desenvolvimento para a redução da utilização de solventes orgânicos
durante o fabrico da tinta, assim como a sua consequente emissão durante o processo
de aplicação [8][9].
1.4.1. Principais constituintes de uma tinta
No estado líquido, é possível dividir os constituintes de uma tinta em dois grupos: o
veículo volátil e o extrato seco. Do veículo volátil fazem parte os solventes e alguns dos
aditivos que, por evaporação durante o processo de secagem, são eliminados. Em
relação ao extrato seco, este é constituído pelas cargas e pigmentos, pelo veículo fixo
e por alguns aditivos, que, após secagem, dá origem à película sólida de tinta [10]. Na
Figura 1encontra-se representada a composição esquemática de uma tinta.
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Fig. 1.: Principais componentes de uma tinta.
O veículo volátil é constituído pelos solventes utilizados durante o fabrico de uma
tinta os quais são, normalmente, removidos na fase de secagem. Um solvente é
definido como um líquido volátil, nas condições normais de secagem da tinta
aplicada, capaz de dissolver o veículo fixo. Para além de apresentar um papel
importante na fixação da viscosidade da tinta, este componente é também
responsável por promover a dispersão do veículo fixo, controlar a estabilidade no
armazenamento e a taxa de evaporação. Os solventes mais correntemente
utilizados são a água, os hidrocarbonetos (alifáticos e aromáticos) e os solventes
oxigenados (álcoois, cetonas, éteres e ésteres) [11].
Desta forma, o veículo volátil é o componente que mais contribui para o teor de COV
de uma tinta.
O veículo fixo, também designado por ligante, corresponde às resinas (polímeros)
utilizadas no fabrico da tinta. A resina é o constituinte mais importante de uma tinta,
sendo responsável pela formação da película seca, ou seja, pela camada contínua
resultante da aplicação do revestimento sobre o substrato. A resina é assim,
responsável pela resistência química, resistência mecânica, resistência à intempérie
e pela aderência à base. As resinas alquídicas, vinílicas, epóxi e de poliuretano são
alguns exemplos de resinas aplicadas em tintas.
Os pigmentos são substâncias sólidas, finamente divididas e praticamente
insolúveis no veículo. Para além de conferir cor, este componente é ainda
responsável por conferir opacidade e influencia caraterísticas como o brilho,
resistência à radiação, à intempérie e à temperatura. As caraterísticas essenciais de
um pigmento são a opacidade, a força corante, a facilidade de dispersão e as
Pigmentos
Resina Extrato seco
Solvente
Cargas
8 FCUP
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propriedades anticorrosivas. Os pigmentos podem ser classificados em orgânicos e
inorgânicos.
As cargas são substâncias inorgânicas de origem mineral, mais ou menos finas, que
apresentam um baixo poder de cobertura, baixo poder corante e são insolúveis na
resina. Possuem a função de aumentar o teor de sólidos de forma económica e por
questões técnicas são frequentemente utilizadas para conferir textura, aumentar a
permeabilidade e conferir caraterísticas como isolamento acústico e/ou térmico,
resistência ao fogo e à abrasão, entre outros. O talco, o carbonato de cálcio, a sílica,
os caulinos e o sulfato de bário são alguns exemplos de cargas aplicadas em tintas
[10][12].
Os aditivos são substâncias líquidas ou sólidas que apresentam inúmeras
finalidades. São adicionados em pequenas quantidades com o intuito de introduzir
ou melhorar uma ou mais propriedades da tinta e/ou ajudar no processo de fabrico.
Na Tabela 1 encontram-se alguns exemplos de aditivos assim como a sua função
[10].
Tabela 1:Exemplos de aditivos de uma tinta e sua função.
Aditivos Função
Bactericida Impedir o desenvolvimento de bactérias causadoras de
putrefação das tintas plásticas em fase líquida (durante o
armazenamento)
Fungicida Impedir o desenvolvimento de fungos na película seca
Anti-espuma Diminuir ou evitar a formação de espumas indesejáveis
durante o processamento e aplicação de produtos
Espessante Provocar o aumento da viscosidade (consistência)
Dispersante Facilitar a dispersão dos pigmentos e cargas no veículo e
prevenir a sua aglomeração
Coalescente Diminuir a temperatura mínima de formação de película e de
produtos aquosos
Molhante Diminuir a tensão superficial entre a fase sólida (pigmentos e
cargas) e a fase líquida (veículo)
Capítulo 2
Determinação
do teor de COV e COSV em
tintas, vernizes e produtos
similares
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
11
2. Determinação do teor de COV e COSV em
tintas, vernizes e produtos similares líquidos
2.1. Regulamentação
A prevenção, a redução e o controlo da poluição atmosférica constituem os princípios
fundamentais da política ambiental que tem vindo a ser adotada pela União Europeia
com o intuito de assegurar um nível elevado de proteção da saúde das populações e do
ambiente em geral. Tendo em vista o desenvolvimento deste objetivo, têm sido fixados
valores limite para a emissão de determinados poluentes atmosféricos que apresentam
efeitos particularmente nocivos, como se reconhece ser o caso da poluição provocada
pelos COV, dada a sua significativa contribuição para a formação do ozono troposférico.
Estas constatações e a necessidade de harmonizar as legislações internas dos Estados
membros, levou ao aparecimento da diretiva 1999/13/CE, do Conselho, de 11 de março,
transposta para a ordem jurídica interna pelo DL 242/2001, de 31 de agosto, que
procedeu à definição de medidas que visam reduzir os efeitos diretos e indiretos das
emissões de COV para o ambiente resultantes da aplicação de solventes orgânicos em
certas atividades e instalações [13].
Entretanto, a diretiva 2004/42/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 21 de
abril, transposta para a ordem jurídica interna pelo DL 181/2006, de 6 de setembro, veio
limitar o teor total de COV que pode ser utilizado em determinadas tintas e vernizes e
em produtos de retoque de veículos [1].
Mais tarde, a diretiva 2010/79/UE, da Comissão, de 19 de novembro, transposta para a
ordem jurídica interna pelo DL 180/2012, de 3 de agosto, promoveu a adaptação ao
progresso técnico dos métodos analíticos constantes do anexo III da diretiva anterior
[14].
12 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
2.1.1. Diretiva 1999/13/CE transposta para o DL 242/2001, de 31 de agosto
A diretiva 1999/13/CE é constituída por um conjunto de medidas legislativas com o
objetivo de proteger a saúde pública e o ambiente das consequências das emissões de
COV decorrentes da utilização de solventes orgânicos em quinze atividades, que se
encontram discriminadas no Anexo I do diploma, sempre que operem acima dos limiares
de consumo de solventes estabelecidas no seu Anexo II-A
O diploma prevê alcançar os objetivos traçados através da aplicação de duas medidas:
(i) a redução da utilização de solventes orgânicos, sempre que esta seja tecnicamente
viável, através da sua substituição por outros produtos ou tecnologias potencialmente
menos nocivos; e (ii) a redução das emissões de COV por via da imposição de valores
limite de emissão.
Apesar da implementação desta diretiva ter tido um impacto direto em muitos setores
da Indústria das tintas, acabou por não se fazer sentir no setor de tintas decorativas,
pelo facto de estas não serem aplicadas, de forma usual, em estaleiros fixos.
Embora o uso das tintas decorativas contribua para a emissão total de COV, representa
menos de 3% das emissões totais na União Europeia. A utilização direta de tintas
decorativas dá origem a cerca de 450.000 toneladas de emissões de COV e, além disso,
estima-se que o uso associado de solvente, principalmente para limpeza, adiciona
aproximadamente 100.000 toneladas àquela quantidade. A emissão total de cerca de
550.000 toneladas de COV representa menos de 20% do total de vendas de tintas
decorativas [15].
2.1.2. Diretiva 2004/42/CE transposta para o DL 181/2006, de 6 de setembro
A Comissão Europeia e os seus Estados Membros reconheceram que é necessário
fazer ainda mais para melhorar a qualidade do ar na Europa de modo a garantir que a
concentração de ozono no ar não ultrapasse o nível máximo de 120 μg/m3. Por isso, foi
elaborada a diretiva 2004/42/CE, transposta para o DL 181/2006, de 6 de setembro,
com o intuito de limitar o teor total de COV que pode ser utilizado em determinadas tintas
e vernizes e em produtos de retoque de veículos.
Consoante o campo de aplicação, as tintas e os vernizes encontram-se divididos em 12
subcategorias de produtos disponíveis em base aquosa (BA) e em base solvente (BS).
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
13
A cada uma delas foi atribuído um limite máximo de COV que foi introduzido de forma
faseada até 2010, altura em que se entrou na fase mais restritiva da limitação de
emissões aceites para cada uma das subcategorias. No anexo II da diretiva encontram-
se registados os limites máximo do produto pronto a usar para cada uma das
subcategorias das tintas e vernizes e que se encontram reproduzidos na Tabela 2.
Para além dos aspetos legislativos, esta diretiva contém também a definição operacional
de vários conceitos importantes para a sua implementação, nomeadamente o de COV,
que é definido como sendo todos os compostos orgânicos cujo ponto de ebulição, à
pressão normal de 101,3 kPa, é inferior ou igual a 250 °C.
A diretiva refere ainda que o teor de COV nas diferentes subcategorias de tintas e
vernizes é determinado através dos métodos ISO 11890-2 ou ASTMD 2369 quando
estiverem presentes diluentes reativos [1] .
14 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
Tabela 2: Teor máximo de COV para as diferentes subcategorias de tintas e vernizes nos termos do Anexo III da diretiva 2004/42/CE.
Teor máximo de COV para tintas e vernizes
Subcategoria de produtos Tipo
Fase I (g/L
(*)) (a partir
de 1-1-
2007)
Fase II (g/L
(*)) (a partir
de 1-1-
2010)
a Tintas mate para paredes e tetos interiores
brilho <25°-60°
BA
BS
75
400
30
30
b Tintas brilhantes para paredes e tetos
interiores brilho> 25°-60°
BA
BS
350
400
100
100
c Tintas para paredes exteriores de substrato
mineral
BA
BS
75
450
40
430
d Tintas para remates e painéis
interiores/exteriores de madeira ou metal
BA
BS
350
400
130
300
e Vernizes e lasures para remates interiores
ou exteriores, incluindo lasures opacas
BA
BS
350
500
130
400
f Lasures com poder de enchimento mínimo
para interiores e exteriores
BA
BS
350
700
130
700
g Primários BA
BS
50
450
30
350
h Primários fixadores BA
BS
50
750
30
750
i Produtos de revestimento de alto
desempenho monocomponente
BA
BS
140
600
140
500
j Produtos de revestimento reativos de alto
desempenho bicomponente para utilizações
finais específicas, nomeadamente em pisos
BA
BS
140
550
140
500
k Produtos de revestimento multicolor BA
BS
350
400
100
100
l Produtos de revestimento de efeitos
decorativos
BA
BS
300
500
200
200
(*) g/L no produto pronto a aplicar
FCUP
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tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
15
2.1.3. Diretiva 2010/79/EU transposta para o DL 180/2012, de 3 de agosto
A diretiva 2010/79/EU, transposta para o DL 180/2012, de 3 de agosto, constitui um
complemento à diretiva anterior, fazendo referência a um método de análise de COV
alternativo.
Com efeito, quando o teor de COV é igual ou superior a 15 % e nenhum diluente reativo
faz parte da formulação da tinta ou do verniz, a nova diretiva recomenda o uso do
método ISO 11890-1 para a determinação do teor de COV por ser mais simples e menos
oneroso do que o método ISO 11890-2, constituindo uma alternativa aceitável a este
último método.
Com a entrada em vigor da diretiva 2010/79/EU, a determinação do teor de COV em
tintas e vernizes passou a contar com mais um método de ensaio, estando o uso de
cada um deles dependente da satisfação dos seguintes requisitos:
ISO 11890-1: método de análise indicado quando o teor de COV é superior a 15 %
em massa.
ISO 11890-2: método de análise indicado quando o teor de COV está
compreendido entre 0,1 % e 15 % em massa.
ASTM D2369-10: método de análise indicado quando o teor de COV está
compreendido entre 5 % e 100 % em massa e estão presentes
diluentes reativos [14].
2.2 Norma Portuguesa- NP EN ISO 11890
A norma NP EN ISO 11890:2009 - “Tintas e vernizes: Determinação do teor de
compostos orgânicos voláteis (COV)” é a versão portuguesa da norma europeia EN ISO
11890 e tem o mesmo estatuto que as versões oficiais. Esta norma aplica-se a tintas e
vernizes “prontos a usar” e encontra-se dividida em duas partes (parte 1 e parte 2) que
tratam da colheita de amostras e ensaios de tintas, vernizes e produtos similares com
teores de COV acima ou abaixo de 15% (em massa), respetivamente. As partes 1 e 2
são conhecidas, respetivamente, pelos métodos da diferença (NP EN ISO 11890-1) [4]
e por cromatografia em fase gasosa (NP EN ISO 11890-2) [2].
Dado o seu caráter operacional, a definição de COV introduzida na legislação europeia
através da diretiva 2004/42/CE não colhe a aceitação da comunidade norte-americana.
Na legislação dos EUA, o termo COV é unicamente utilizado para os compostos que
16 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
têm uma atividade fotoquímica na atmosfera. Qualquer outro composto é definido como
sendo um composto isento [16].
Face à discrepância entre as duas definições de COV, a norma EN ISO 11890prevê que
o teor de COV possa ser quantificado por diferentes métodos de cálculo. Nos métodos
1 e 2, o teor de COV é expresso, respetivamente, em percentagem em massa e em
gramas por litro do produto “pronto a usar”. O método 3 é semelhante ao método 2
apenas diferente no teor de COV ser referido ao produto “pronto a usar” excluindo a
água. Por sua vez, o método 4 baseia-se na definição americana de COV, sendo o seu
teor expresso em gramas por litro do produto “pronto a usar excluindo não só a água,
como também os compostos isentos [2][4].
Ao longo do estágio procedeu-se à determinação do teor de COV em amostras de tintas
com teores superiores a 15% e inferiores a 15%, mas dado que o trabalho incidiu mais
especificamente na determinação de COV em tintas com teores inferiores a 15%, a parte
2 da norma será abordada com mais detalhe do que a parte 1.
2.2.1 Norma portuguesa NP EN ISO 11890-1: Método da diferença
A norma portuguesa NP EN ISO 11890-1:2009 corresponde à norma europeia EN ISO
11890-1:2007 e foi elaborada em colaboração com o Comité Técnico CEN/TC 139 e
pelo comité técnico ISO/TC 35. A presente norma, também designada por método da
diferença, é indicada para a análise de tintas e vernizes com um teor de COV superior
a 15% em massa. Para o cálculo do teor de COV presente numa tinta ou verniz, a CIN
adotou o método 2, que se aplica a tintas e vernizes “pronto a usar. Após a preparação
da amostra são determinados os teores de matéria não volátil de acordo com a norma
ISO 3251, e o teor de água utilizando uma técnica de titulação com o reagente Karl-
Fisher, de acordo com a norma ISO 760. Caso seja aplicável, o teor de compostos
orgânicos não voláteis é determinado utilizando o método especificado na norma ISO
11890-2. Na expressão seguinte encontra-se representado o algoritmo de cálculo do
teor de COV, referente ao método 2, para tintas ou vernizes com um teor de COV
superior a 15 %.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
17
��� = − − �)ρs10 (1)
onde :
COViwe
Teor de COV no produto “pronto a usar” excluindo a água e os compostos isentos,
expresso em gramas por litro;
NV Teor de matéria não-volátil da amostra, expresso em percentagem em massa; W Teor de água, expresso em percentagem em massa; � Massa volúmica da amostra a 23 °C, expressa em gramas por litro.
1000 Fator de conversão de gramas por mililitro para gramas por litro.
2.2.2 Norma portuguesa EN ISO 11890-2: Método por cromatografia em
fase gasosa
A norma portuguesa NP EN ISO 11890-2:2009 corresponde à norma europeia ISO
11890-2:2006 e foi elaborada em colaboração com o Comité Técnico CEN/TC 139 e
pelo comité técnico ISO/TC 35.
A parte 2 da norma EN ISO 11890 estabelece que a determinação do teor de COV é
realizada pela quantificação individual de todos os compostos orgânicos presentes na
amostra e com um ponto de ebulição inferior ou igual a 250 °C à pressão normal de
101,3 kPa. A norma determina que, após o tratamento prévio da amostra, esta deve ser
submetida a uma separação por cromatografia gasosa para que seja possível a
separação e quantificação de todos os COV presentes na amostra. Para a realização
do ensaio cromatográfico pode-se utilizar um sistema de injeção de amostra a frio ou a
quente, dependendo do tipo de amostra. A injeção a quente é o método preferido- não
aplicável neste trabalho, decorrente da Nota 1.
A quantificação dos COV presentes na amostra é feita com o recurso ao método do
padrão interno
A norma especifica que o ensaio analítico deve ser efetuado de acordo com os seguintes
requisitos técnicos:
18 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
a) O cromatógrafo de fase gasosa: deve ser instalado e utilizado de acordo com as
instruções do fabricante. O liner do injetor, que irá estar em contato com amostra,
deverá ser constituído por um material inerte às tintas e vernizes de forma a
evitar eventuais interações indesejáveis com os componentes da amostra -
condição não aplicável neste trabalho, decorrente do referido na Nota 1.
b) A norma menciona dois modos distintos de injeção. O sistema de injeção a
quente com repartidor (splitter) de amostra, sendo o sistema preferido, e o
sistema de injeção a frio com repartidor da amostra. A escolha do tipo de sistema
deve ser efetuada com base no tipo de amostra a analisar. O sistema de injeção
a frio deve ser utilizado quando o produto a ensaiar é constituído por substâncias
que se decompõem a temperaturas elevadas- condição não aplicável neste
trabalho, decorrente do referido na Nota 1.
c) A norma exige que o forno seja capaz de funcionar entre 40 °C e 300 °C, com
uma precisão de 1 °C, tanto em modo isotérmico como em modo de temperatura
programada.
d) A norma prevê que a deteção e a quantificação das substâncias voláteis possam
ser efetuadas por um de três tipos de detetores: o detetor de ionização de chama
(FID), o espectrómetro de massa devidamente calibrado e o espetrofotometro
de infravermelho por transformada de Fourrier (FTIR)- neste trabalho foi utilizado
um espetrómetro de massa como detetor.
e) A coluna capilar deve ser de vidro ou de sílica fundida, com um comprimento
suficiente para separar compostos voláteis (não inferior a 30 m). O diâmetro
interno não deverá ser superior a 0,32 mm. Os revestimentos com filme de
poli(dimetilsiloxano), de poli(dimetilsiloxano) modificado com grupos fenilo ou de
poli(etilenoglicol) demonstram uma boa separação de picos.
f) A seringa de injeção da amostra deve ter uma capacidade de pelo menos duas
vezes o volume da amostra a ser injetada – Condição não aplicável neste
trabalho, decorrente do referido na Nota 1.
g) Os integradores poderão ser automáticos ou analógicos. Deverão possuir a
opção de compensação de sinal.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
19
h) Os recipientes usados na manipulação da amostra (vial) devem ser constituídos
por um material quimicamente inerte.
i) Todos os gases utilizados na separação cromatográfica devem possuir uma
pureza mínima de 99,996% em volume.
A norma recomenda a utilização do isobutanol ou do éter dimetílico de dietilenoglicol
como padrão interno, já para a diluição da amostra os solventes previstos são o metanol
ou o tetrahidrofurano. Em relação ao composto marcador do ponto de ebulição de 250
°C, a norma recomendada o uso de tetradecano, que apresenta um ponto de ebulição
de 252,6 °C, ou de adipato de dietilo, que possui um ponto de ebulição de 251 °C.
A parte 2 da norma, tal como acontecia na parte 1, apresenta um conjunto de quatro
métodos distintos de cálculo do teor de COV em amostras de tintas e vernizes. A CIN
optou por adotar o método 2, que se aplica a tintas e vernizes “prontos a usar”, cuja
equação de cálculo é a seguinte [2]:
= ∑ � ��=��=
(2)
onde:
COV
Teor de COV no produto “pronto a usar”, expresso em gramas por litro; � Massa do composto i em 1g de amostra ensaiada, expressa em gramas; � Massa volúmica da amostra ensaiada, a 23 °C, expressa em gramas por mililitro;
1000 Fator de conversão de gramas por mililitro para gramas por litro.
A massa do composto i, mi, é calculada a partir da expressão seguinte:
� = � �� mi m �� (3)
20 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
onde :
�
Massa do composto i em 1g de amostra ensaiada, expressa em gramas; � Fator de resposta do componente i; �� Área do pico cromatográfico referente ao componente i; �� Área do pico cromatográfico referente ao padrão interno; ambas as áreas Ai e Ais
devem ser expressas nas mesmas unidades. mi m
Massa do padrão interno na amostra, expressa em gramas;
Massa de amostra ensaiada, expressa em gramas.
O fator de resposta do componente i,ri, é calculado de acordo com a seguinte expressão:
� = m i �� mi � � (4)
onde :
�
Fator de resposta do componente i; mi Massa de padrão interno na mistura de calibração, expressa em gramas m i Massa do componente i na mistura de calibração, expressa em gramas; �� Área do pico cromatográfico referente ao padrão interno. � � Área do pico cromatográfico referente ao componente i. Ambas as áreas Aci e Ais
devem ser expressas nas mesmas unidades.
Nota 1: Conforme já referido apesar de a norma apresentar os requisitos necessários
para a determinação do teor de COV em amostras de tintas, vernizes e produtos
similares, com o tempo acabaria por se mostrar inadequada em consequência da
amostra ser injetada diretamente no injetor cromatográfico, traduzindo-se em erros não
só na medição da quantidade de amostra, mas também na substituição frequente quer
da seringa, quer do line, quer da própria colunar. Não se mostrando suficientemente
robusta, a injeção direta prevista pela norma EN ISO 11890-2 foi substituída no presente
trabalho por um amostrador headspace estático.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
21
2.3 Rótulo ecológico
Atualmente, algumas empresas da área das tintas e vernizes, com o intuito de promover
produtos com menor índice de impacto ambiental comparativamente a outros da mesma
categoria, estão a desenvolver novas formulações de tintas e vernizes com base em
critérios ecológicos. O regulamento 1980/2000, da Comissão Europeia, prevê a
possibilidade de atribuição do rótulo ecológico a produtos cujas caraterísticas lhes
permitam contribuir de modo significativo para melhorar aspetos ecológicos essenciais.
Os critérios para atribuição do rótulo ecológico têm por fim reconhecer e distinguir
produtos que (i) tenham impacto ambiental reduzido ao longo do seu ciclo de vida; (ii)
apresentem um bom desempenho e longa duração em consequência de uma qualidade
elevada e (iii) contenham quantidades limitadas de substâncias perigosas,
nomeadamente COV.
Em 2014, os critérios para atribuição do rótulo ecológico foram revistos e uma nova
decisão foi tomada pela União Europeia. Para além de se continuar a considerar o teor
de COV, passará também a ser tido em consideração o teor de COSV [3][17].
O cumprimento desta nova decisão levou à necessidade de se encontrar não só um
procedimento de análise credível para proceder à quantificação do teor de COSV em
tintas e vernizes, como também uma definição operacional de COSV. Relativamente ao
método analítico, foi recomendado o método cromatográfico usado na determinação do
teor de COV (EN ISO 11890-2) com a indicação expressa do uso de uma coluna de
separação que suporte uma temperatura máxima de pelo menos 320 °C. Uma vez
estabelecido o método de análise, a definição operacional do termo COSV foi
prontamente enunciada como sendo todos os compostos orgânicos cuja eluição ocorra
com um tempo de retenção entre o tetradecano, p.e 252,6 °C, e o docosano, p.e 368
°C.
Capítulo 3
Cromatografia
gasosa com detetor de massa e
amostragem headspace
24 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
3. Cromatografia gasosa com detetor de
massa e amostragem headspace
3.1. Cromatografia
A cromatografia, em todas as suas variantes, é uma técnica analítica de separação dos
componentes de uma mistura e que se baseia na diferente distribuição dos vários
componentes da mistura entre duas fases: uma fase estacionária e outra móvel. O
processo de separação envolve o transporte dos componentes da amostra pela fase
móvel através de um meio estacionário, de dimensão muito superior á da amostra, com
o qual esses componentes interatuam fisicamente (fase estacionária), originando uma
contínua redistribuição espacial dos seus componentes, que será diferente para cada
um deles consoante a afinidade que demonstrarem ter para com a fase estacionária
[18]. Quando a redistribuição espacial dos componentes da mistura é prolongada por
períodos de tempo suficientemente longos observa-se a separação completa dos
componentes de forma que cada um deles ocupe uma região do espaço diferente, tal
como é ilustrado na Figura 2.
Fig. 2:Princípios gerais de uma separação cromatográfica.
Os componentes da amostra que exibam interações mais fortes com a fase estacionária,
frequentemente imobilizada sob a forma de coluna, irão mover-se mais lentamente do
que os componentes com interações mais fracas. Graças às diferenças na velocidade
de movimentação dos vários componentes quando atravessam a fase estacionária, os
componentes de uma mistura podem ser separados uns dos outros.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
25
As interações que podem ocorrer entre as moléculas dos diferentes componentes da
mistura a analisar e a fase estacionária são devidas principalmente a forças de atração
de Van der Walls e a ligações de hidrogénio. As forças de Van der Walls podem dividir-
se em interações do tipo dipolares, forças de indução de Debye e forças de dispersão
de London. As Interações dipolares são verificadas, principalmente, entre moléculas de
compostos polares e a sua força é inversamente proporcional à temperatura. Já as
segundas, as forças de indução de Debye, ocorrem quando uma molécula polar se
aproxima de outra não polar, induzindo nesta última uma deformação pontual na
distribuição eletrónica de valência ao ponto de se formar um dipolo induzido. Já em
relação às forças de dispersão, estas ocorrem devido à formação de dipolos
instantâneos nas moléculas que se encontram nas suas posições de equilíbrio [18].
Ao longo dos anos foram desenvolvidos vários métodos cromatográficos, sendo os mais
importantes a cromatografia de camada fina, cromatografia líquida e a cromatografia
gasosa, existindo ainda algumas variantes destes métodos tal como é salientado na
Figura 3.
Fig. 3: Método cromatográficos.
Cromatografia
Cromatografia camada fina
Cromatografia líquida
Adsorção Partição
Fase reversa Fase normal
Exclusão ou gel Troca iónica Afinidade
Cromatografia gasosa
26 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
3.2. Cromatografia em fase gasosa
A cromatografia em fase gasosa é um método analítico de separação onde os
componentes de uma amostra, gasosa ou previamente vaporizada, são separados em
consequência da partição de cada um deles entre uma fase móvel gasosa e uma fase
estacionária, líquida ou sólida, imobilizada numa coluna. A amostra vaporizada é
introduzida na cabeça da coluna, sendo a sua eluição feita por um fluxo de um gás inerte
que constitui a fase móvel e que assegura o transporte dos componentes da amostra
através da coluna.
Esta técnica revelou-se um dos mais eficientes métodos cromatográficos, dadas as suas
caraterísticas vantajosas que apresenta: elevada eficiência, seletividade, rapidez e
simplicidade; necessidade de uma pequena quantidade de amostra; técnica não-
destrutiva; facilidade de automatização e acoplamento a outras técnicas de análise
quantitativa, nomeadamente espectrometria de massa. Apresenta uma grande
aplicabilidade na análise de compostos orgânicos voláteis, termicamente estáveis, e de
compostos orgânicos não voláteis que possam ser transformados em compostos
voláteis através de reações de derivatização [19]. Os componentes de um cromatógrafo
gasoso estão esquematizados na Figura 4.
Fig. 4:Composição típica de um cromatógrafo gasoso.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
27
3.2.1. Constituição de um cromatógrafo gasoso
Um cromatógrafo gasoso é constituído por um ou mais injetores, por um forno e por um
ou mais detetores. Apresenta ainda, na sua constituição, um conjunto de válvulas
pneumáticas reguladoras da pressão de manuseamento do gás que constitui a fase
móvel, que é também denominado por gás arrastador, uma vez que é o responsável
pelo transporte da amostra através da coluna cromatográfica até ao detetor onde os
componentes separados são detetados.
a) Gás arrastador
A eficiência da separação das colunas cromatográficas e a resposta dos detetores está
diretamente relacionada com a escolha do gás arrastador, que, por vezes, é limitada
pelas características de funcionamento do tipo de detetor utilizado. Para além de inerte,
o gás arrastador deve ser de elevada pureza, de modo que não reaja nem com a
amostra nem com a fase estacionária. O hélio, o azoto e o hidrogénio são, em geral, os
gases mais utilizados. A Figura 5 mostra as curvas de van Deemter daqueles três gases
para uma mesma coluna, onde se pode comparar para os três gases a variação da
eficiência da separação com a velocidade de fluxo linear de cada um deles. O azoto
garante eficiência máxima de separação apenas para velocidades de fluxo linear baixas
(10 cm/s), o que lhe confere uma grande desvantagem relativamente aos outros dois
gases. O hélio e o hidrogénio apresentam as suas eficiências máximas para velocidades
de fluxo linear cerca de 3 a 4 vezes (30 a 40 cm/s) superior à corresponde velocidade
para o azoto, o que faz com que estes gases sejam os recomendados para
cromatografia por permitirem a obtenção de separações mais rápidas do que o azoto
sem perda significativa de eficiência da separação [20].
Fig. 5:Curvas de van Deemter para o hélio, azoto e hidrogénio para uma mesma coluna.
28 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
b) Injetor
A qualidade do sistema de injeção de amostras e o modo de injeção é um aspeto crucial
para que a separação cromatográfica decorra de forma reprodutível. As amostras
gasosas ou líquidas são introduzidas no cromatógrafo através de um injetor. A injeção
da amostra é realizada, em geral, com o auxílio de uma seringa que, após perfurar o
septo, lança a amostra no liner, onde ocorre a evaporação da amostra, no caso de esta
ser líquida, devido à temperatura elevada a que se encontra o injetor. A introdução da
amostra no injetor deve ser realizada rapidamente, em pequenas quantidade (para
evitar a saturação da coluna) e de forma repetível. A injeção pode ser efetuada sem
repartição (splitless) ou com repartição (split) permitindo assim a transferência total ou
parcial da amostra para a coluna, funcionando assim como um repartidor variável de
amostra [18][19]. Na figura 6 encontra-se uma representação esquemática de um injetor
sem repartição.
Fig. 6:Esquema representativa de um injetor cromatográfico sem repartição.
c) Colunas cromatográficas
Em geral, existem dois tipos de colunas cromatográficas: as colunas de enchimento e
as colunas capilares. As colunas de enchimento foram as primeiras a ser aplicadas em
cromatografia gasosa, mas na maioria dos ensaios cromatográficos atuais estão a ser
substituídas pelas colunas capilares, que apresentam um maior número de pratos
teóricos e, consequentemente, uma maior eficiência de separação muitas vezes
acompanhada por uma melhor resolução dos picos cromatográficos.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
29
As colunas capilares variam em comprimento desde 5 m até 90 m ou mais. São
construídas maioritariamente em sílica fundida para lhes conferir resistência térmica de
modo a suportar as temperaturas máximas (cerca de 350 °C) a que estarão sujeitas
durante a separação cromatográfica. O seu diâmetro interno está compreendido entre
0,1 e 0,53 mm. A fase estacionária encontra-se imobilizada nas paredes internas da
coluna sob a forma de um filme com uma espessura compreendida entre 0,1 e 8 µm.
A facilidade de saturação para elevadas quantidades de amostra é uma das grandes
desvantagens deste tipo de colunas.
A temperatura da coluna é um parâmetro importante na separação cromatográfica e,
por essa razão, deve ser devidamente controlada pelo forno do cromatógrafo. A
temperatura de trabalho depende do ponto de ebulição dos componentes da mistura e
do grau de separação requerido. Para misturas de componentes com pontos de ebulição
bastante distintos recomenda-se o uso de um programa de temperatura que assegura
o aumento da temperatura da coluna de modo progressivo e/ou por etapas à medida
que a separação avança [18][19].
d) Detetores
Depois de separados pela coluna cromatográfica, os componentes de uma mistura são
detetados para que possam ser identificados e quantificados. Existem vários
dispositivos que podem ser utilizados para deteção de substâncias em cromatografia
gasosa, sendo os mais usados os detetores de ionização de chama, de captura
eletrónica e de espetrometria de massa. Como ao longo do trabalho de estágio utilizou-
se um espetrómetro de massa, este detetor será o único a ser abordado neste relatório.
A cromatografia gasosa com deteção por espetrometria de massa tem vindo a ser
vulgarmente utilizada devido à capacidade do detetor em identificar e quantificar os
compostos previamente separados. O princípio de funcionamento do detetor baseia-se
na ionização e fragmentação das moléculas das substâncias que provêm do
cromatógrafo, seguida da separação e deteção dos fragmentos resultantes a fim de se
obter o correspondente espetro de massa que irá permitir identificar a substância que
lhe deu origem. Para que o espetro de massa de uma substância não venha
acompanhado por inúmeras interferências provenientes quer de fragmentos originários
de outras substâncias, quer de percursos ricos em colisões adicionais, a deteção por
espetrometria de massa é efetuada em condições quase de vácuo.
30 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
O detetor de espetrometria de massa encontra-se acoplado ao cromatógrafo gasoso
através de uma interface que concilia a diferença acentuada de pressão do eluente entre
a saída da coluna, que se encontra à pressão atmosférica, e a entrada no detetor, onde
a pressão é muito baixa (1,0x10-4 a 1,0x10-7 Torr). Para além desta interface, o detetor
é ainda constituído por mais três partes: a fonte de ionização, o analisador de massa e
o detetor (Figura 7).
Fig. 7:Ilustração esquemática dos principais componentes de um detetor de espetrometria de massa.
As formas de ionização mais usadas nos detetores associados à cromatografia gasosa
são a ionização eletrónica e a ionização química. De entre as duas é sem dúvida a
ionização eletrónica a mais popular por possuir um grau de fragmentação superior,
conduzindo a espetros de massa mais detalhados e, por consequência, com um grau
de especificidade superior [21][22].
Para que seja possível detetar e quantificar os diferentes fragmentos obtidos na etapa
de ionização é necessário proceder previamente à separação de cada um deles. Esta
tarefa é realizada pelo analisador de massa que os separa acordo com a razão
massa/carga de cada um deles. Atualmente existem vários tipos de analisadores de
massa que apresentam configurações diferentes de forma a responder a uma ampla
gama de aplicações e que se distinguem pelo desempenho e pelo princípio de
funcionamento. Um dos mais populares e o que equipa o detetor usado no presente
trabalho é o analisador do tipo quadrupolo. Este detetor é constituído por dois pares de
cilindros metálicos dispostos paralelamente num arranjo em que os cilindros
diametralmente opostos formam um par, como se mostra na Figura 8.
Fonte de ionização
Analisador de massa Detetor
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
31
Fig. 8:Constituição e funcionamento esquemático de um analisador de massa do tipo quadrupolo.
Cada par de cilindros encontra-se ligado a uma fonte de corrente elétrica (um par ao
polo positivo e outro ao polo negativo) e a um gerador de radiofrequência. A variação
do potencial fornecido pelo gerador de radiofrequência permite que iões com
determinada razão massa/carga entrem em ressonância com o campo elétrico aplicado.
Nestas condições, esses iões adquirem uma trajetória estável ao longo do quadrupolo
e que os conduzem até ao detetor. Os outros iões são neutralizados por colisão com os
cilindros ou escapam da região central do quadrupolo, não chegando ao detetor. Para
que estes últimos sejam detetados é necessário fazer variar o potencial aplicado ao
quadrupolo para se encontrar as condições de ressonância para cada um desses iões.
Os detetores baseados na multiplicação de eletrões são os mais utilizados atualmente
na deteção dos fragmentos iónicos. São constituídos por um cátodo de um material
condutor com facilidade de ejetar eletrões quando é atingido por um ião. Estes eletrões
são atraídos para um dínodo, que por sua vez emite vários eletrões por cada eletrão
captado. O feixe de eletrões resultante é de novo direcionado para uma distribuição de
dínodos em cascata, levando à multiplicação do feixe inicial. No fim da sequência, o
feixe de eletrões é dirigido para o ánodo, dando origem a uma intensidade de corrente
elétrica que é proporcional ao número de iões de um dado fragmento [21].
Os dados do detetor são convenientemente tratados por software adequado para esse
fim e disponibilizados sob a forma de um cromatograma e de um espetro de massa em
cada instante do cromatograma, permitindo, assim, conhecer a abundância relativa dos
32 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
fragmentos iónicos em função da sua razão massa/carga ao longo da separação
cromatográfica.
Os cromatogramas são colocados à disposição do analista sob duas formas: por
varrimento contínuo e por monitorização do ião selecionado. No primeiro caso, obtêm-
se um traçado da corrente iónica total, que corresponde a um cromatograma semelhante
ao que se obteria com um outro detetor com a mesma seletividade, mas em que se tem
acesso ao espetro de massa em cada pico cromatográfico.
O facto dos espetros de massa serem reprodutíveis e específicos para a grande maioria
dos compostos orgânicos, permitiu o desenvolvimento de bases de dados digitalizadas
para comparação espetral e consequente identificação das espécies químicas
portadoras de espetros de massa semelhantes.
3.3. Amostragem por headspace
A técnica de extração por headspace é usada frequentemente na determinação de
compostos voláteis em amostras líquidas e sólidas. É uma técnica onde a amostra é
colocada num recipiente fechado (vial), a uma determinada temperatura, até os
componentes voláteis atingirem o equilíbrio de distribuição entre a amostra e o volume
de gás disponível, isto é, o chamado headspace. Posteriormente, uma alíquota deste
gás (headspace) é recolhida e analisada por cromatografia em fase gasosa.
As vantagens da utilização da técnica de headspace com cromatografia em fase gasosa
são, principalmente, duas: o método permite a determinação de compostos voláteis
presentes numa amostra não volátil sem que haja necessidade de se proceder à
extração dos componentes voláteis com um solvente orgânico; enquanto a segunda
consiste na possibilidade de se poder selecionar as condições de equilíbrio adequadas,
nomeadamente a temperatura, de modo a aumentar a concentração dos compostos
voláteis no vapor de extração, facilitando assim a determinação dos compostos menos
voláteis presentes na amostra [23].
A extração por headspace pode ser executada em dois modos distintos: o estático ou o
dinâmico. O processo dinâmico consiste em fazer passar através da amostra, em
equilíbrio térmico, um fluxo contínuo de gás inerte, provocando o arrastamento dos
constituintes voláteis, sendo estes, retidos num material adsorvente para posterior
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
33
análise por cromatografia em fase gasosa. Como não foi usado no presente trabalho
não será abordado neste relatório.
O princípio da extração por headspace estático encontra-se ilustrado na Figura 9, onde
se salienta o equilíbrio térmico entre a amostra e a fase gasosa, levando à partição do
soluto pelas duas fases. O volume da fase liquida, VS, o volume da fase gasosa, VG, a
temperatura e o respetivo coeficiente de partição são os parâmetros que vão determinar
a concentração dos compostos voláteis no headspace estático [24]
Fig. 9:Extração por headspace dos componentes voláteis de uma amostra liquida em equilíbrio térmico com a fase gasosa.
A relação de fases,β, é definida como a razão entre os volumes da fase gasosa e de
amostra.
� = � (5)
� = − = �− �� (6)
= �+ � (7)
� = � �+ � (8)
Assumindo que o volume da amostra em equilíbrio térmico, Vs, é igual ao volume inicial
da amostra, Vo, a concentração do soluto na fase gasosa é definida pela constante de
distribuição do soluto entre as duas fases.
A concentração inicial do soluto,C0, é expressa da seguinte forma:
34 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace =
(9)
Após o equilíbrio, as concentrações em ambas as fases são definidas por:
= (10)
� = �� (11)
+ � = (12)
em que, CG e Cs representam as concentrações de equilíbrio do analito na fase gasosa
e na amostra, respetivamente. WG e Ws representam as quantidades de equilíbrio do
analito na fase gasosa e na amostra, respetivamente. W0 representa a quantidade inicial
de analito na amostra.
Atendendo à constante de distribuição do analito, K, entre as duas fases:
K = � (13)
K = ��⁄ = � � = � � (14)
O balanço material do analito, é definido por:
C = � [ . �] = � [ + �] (15)
CG = + � (16)
Num sistema em que K e β são constantes, verifica-se que: Cg = � (17)
Assim, numa análise por cromatografia gasosa com amostragem por headspace, após
o equilíbrio se ter estabelecido, o pico cromatográfico de um dado analito com uma área
de pico, A, é diretamente proporcional à concentração inicial desse analito na amostra.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
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35
A ∝ � (18)
A ∝ Cg = + � (19)
3.3.1. Amostrador headspace comercial
A técnica de headspace é, habitualmente, muito utilizada para extrair os compostos
voláteis presentes numa amostra, estabelecendo um equilíbrio entre amostra e a fase
vapor. Com o aumento da temperatura o equilíbrio térmico pode deslocar-se no sentido
de formação dos compostos voláteis na fase gasosa.
No decorrer do presente trabalho a extração por headspace foi realizada em condições
high pressure a fim de evitar injeções precoces no cromatógrafo gasoso. Este tipo de
injeções ocorrem quando a pressão no interior do vial, no fim do tempo de
termostatização, é superior à pressão do gás de arraste na cabeça da coluna
cromatográfica.
Assim, com o intuito de prevenir injeções precoces, a opção high pressure permite que,
durante o período de pressurização, a linha pneumática atinja uma pressão muito
elevada (P2), que poderá chegar a 70 psi. A possibilidade de fixar a pressão durante o
período de pressurização permite que a pressão da linha pneumática seja sempre
superior à pressão interna do vial.
Ao longo da extração por headspace, o módulo high pressure tem a função de controlar
duas pressões P1 e P2, de forma a evitar injeções precoces. De notar, que estas duas
pressões são definidas pelo utilizador. Na figura 10 encontra-se uma representação
esquemática do módulo high pressure aquando da aplicação de duas pressões.
36 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
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Fig. 10:Módulo high pressure aquando aplicação de duas pressões.
No período de termostatização, a linha pneumática encontra-se à pressão P1, sendo
controlada através da válvula V1. Deste modo, parte do gás flui para o injetor
cromatográfico, e a outra parte é utilizada para purgar a agulha de injeção. A pressão
PGC e a válvula V2 permite o controlo do fluxo de gás para o injetor cromatográfico e
para a agulha, respetivamente (Figura 11)
Fig. 11:Pressurização da linha pneumática durante a fase de termostatização.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
37
Após a fase de termostatização, tem inicio a pressurização. Nesta etapa, a agulha
perfura o vial, provocando uma modificação da pressão da linha pneumática do
headspace de P1 para P2. Com o auxílio do gás de transporte, o vial é pressurizado até
à pressão P2. Por sua vez, a pressão P2 é também fornecida ao injetor cromatográfico,
sendo reduzida para a pressão PGC. Na figura 12 encontra-se esquematizado a
pressurização do vial durante essa mesma fase.
Fig. 12:Pressurização do vial durante a fase de pressurização.
Após a conclusão do período de pressurização, por gradiente de pressão, ocorre a
transferência de uma fração gasosa do headspace para o injetor cromatográfico. O fluxo
de gás de pressurização é interrompido, uma vez que as válvulas V1 e V2 encontram-
se fechadas (Figura 13). Deste modo, o vapor que existe no interior do vial expande-se
através da linha de transferência, devido à existência de um gradiente de pressões.
38 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
Fig. 13:Transferência de uma fração gasosa do headspace para o injetor cromatográfico.
Posteriormente, inicia-se o withdrawal time, que corresponde ao tempo em que agulha
permanece no interior do vial após a injeção ou que demora a posicionar-se na posição
de ventilação do vial. Nesta etapa, a linha pneumática do headspace é pressurizada à
pressão P2, de acordo com a Figura 14.
Fig. 14:Pressurização da linha pneumática à pressão P2.
No final do período de withdrawal time, ocorre o vial vent. Nesta etapa, a agulha
encontra-se posicionada de forma a ventilar o vial, através da válvula V2 a atmosfera
que se encontra no interior do vial é expulsa para o exterior [24]
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
39
Assim, após a conclusão de todas a etapas necessárias para a extração por headspace,
este volta às condições operacionais iniciais para proceder a um novo ensaio.
Capítulo 4
Validação de
métodos analíticos
42 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
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4. Validação de métodos analíticos
A construção e respetiva adequação de um método analítico são, regra geral, divididas
nas etapas de desenvolvimento, otimização, validação, aplicação e revalidação do
método. Apesar de poder transparecer que as diferentes etapas são sequenciais e
independentes, verifica-se que isso não acontece com a validação, que está
intimamente vinculada à fase do desenvolvimento de tal forma que nem sempre é
possível determinar o ponto no qual o desenvolvimento do método termina para dar
lugar à validação. Como no presente trabalho se usou um método de análise que
resultou da adaptação da norma portuguesa NP EN ISO 11890-2 ao uso de um
amostrador de headspace, o desenvolvimento do método foi executado em simultâneo
com a validação.
A validação de métodos de análise pode ser realizada sob a forma de ensaios intra e/ou
interlaboratoriais. Os ensaios interlaboratoriais não serão abordados neste relatório por
não terem sido usados durante o período de estágio.
A validação intralaboratorial é constituída por um conjunto de ensaios que envolve um
único laboratório para analisar diferentes amostras do mesmo tipo, sob diferentes
condições operacionais sustentadas por um plano experimental apropriado. Os ensaios
que daí resultam permitem avaliar os parâmetros de desempenho ou de mérito
seguintes:
Linearidade e gama de trabalho;
Sensibilidade;
Seletividade/especificidade;
Limites analíticos
Precisão (repetibilidade e precisão intermédia);
Exatidão;
Robustez.
É importante referir que a validação é um procedimento dinâmico, havendo necessidade
de se proceder à revalidação sempre que algum aspeto operacional do método é
modificado ou se observe resultados do controlo de qualidade interno fora dos critérios
de aceitabilidade especificados pelo laboratório [25].
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
43
4.1 Linearidade e gama de trabalho
A maioria dos métodos de quantificação química faz uso de técnicas instrumentais de
medição de propriedades físicas que se relacionam linearmente com a concentração,
tornando a determinação da equação de calibração uma etapa extremamente
importante da análise quantitativa tanto em ensaios de rotina quanto em procedimentos
de validação de métodos. Mais ainda, uma adequada avaliação da linearidade é
fundamental para a qualidade dos demais parâmetros de desempenho, como a
sensibilidade, seletividade, exatidão, precisão, limites analíticos e efeitos de matriz.
Para proceder à calibração, um conjunto de cinco a oito soluções padrão do analito de
concentração sucessivamente crescente é submetido à medição da propriedade física
pela técnica instrumental, com um mínimo de duas a três repetições da medição por
nível de concentração, o que permite estabelecer a correlação entre a propriedade física
medida (resposta da técnica) e a concentração do analito. O ajuste da reta de calibração
é feito por aplicação do critério dos mínimos quadrados, cujo tratamento é mais ou
menos complexo consoante as características dos erros inerentes às variáveis
independente e dependente.
Quando se usam métodos cromatográficos hifenados com técnicas de deteção é
frequente observar-se flutuações da resposta do detetor ao longo dos ensaios, bem
como flutuações não controladas da quantidade de amostra injetada, que deverão ser
eliminadas por aplicação do método do padrão interno. O método do padrão interno
consiste, na adição, à solução a ensaiar (amostra ou soluções padrão), de uma
quantidade conhecida de uma substância estruturalmente semelhante ao analito,
designada por padrão interno, e que não esteja presente na amostra a ensaiar. A análise
comparativa das respostas do detetor ao analito e ao padrão interno permite quantificar
o teor do analito na amostra através do fator de resposta [26]. Quando se associam os
métodos do padrão interno e curva de calibração às técnicas cromatográficas com
deteção, a variável dependente da curva de calibração passa a ser definida pela razão
das áreas dos picos do analito e do padrão interno, sendo a reta de calibração definida
pela função:
���� = f � (20)
44 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
se a concentração do padrão interno, Cpi, nas diferentes soluções a ensaiar permanecer
constante.
Ou
���� = f ���� (21)
se Cpi variar ao longo da análise quantitativa.
em que Yi e Ypi representam a área dos picos cromatográficos do analito e do padrão
interno, respetivamente, e Ci a concentração do analito.
O tratamento mais simples do critério dos mínimos quadrados, designado por
tratamento convencional, é aplicado quando o erro da variável dependente é constante
no intervalo de concentrações usadas, enquanto o erro da variável independente é
desprezável comparativamente com o erro da variável dependente. Quando as
variâncias da variável dependente variam estatisticamente, o tratamento convencional
do critério dos mínimos quadrados deixa de ser aplicável, sendo substituído pelo
tratamento com pesos, uma vez que os pontos com menor variância irão ter maior peso
no ajuste da reta de calibração do que os restantes pontos com maior variância.
Todavia, deve-se evitar, sempre que possível, proceder a um ajuste linear com recurso
a pesos dado que contraria o princípio da construção da reta de calibração a partir de
concentrações de analito distribuídas igualmente por todo o intervalo de calibração [26].
Em face do que antecede, antes de se proceder ao traçado de uma reta de calibração
deve-se averiguar a homegeneidade das variâncias da variável dependente no intervalo
de trabalho.
4.1.1 Teste da homogeneidade de variâncias
Uma vez definida a gama de trabalho, que é o intervalo entre os níveis inferior e superior
de concentração do analito no qual foi demonstrado ser possível efetuar a determinação
com a precisão e exatidão pretendida, deve-se submeter a ensaio as duas soluções
padrão referentes aos níveis inferior e superior de concentração do analito, repetindo-
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
45
se 10 vezes cada um dos ensaios. As respostas registadas são usadas para calcular as
médias da variável dependente e as respetivas variâncias, s2m e s2
M [25].
O teste de homogeneidade de variâncias, que se traduz numa comparação estatística
da variância do padrão mais concentrado s2M com a do padrão menos concentração s2
m
da curva, é feito através do teste F. Atendendo à lei empírica de Horwitz é suposto que
a variância do padrão mais concentrado seja superior à variância do padrão menos
concentrado. Por essa razão, o teste deverá ser feito através da razão entre as
variâncias s2M e s2
m [26].
F = �2�2 com s2M > s2
m (22)
Deste modo, o Fexp é comparado, para um grau de confiança de 95%, com o valor
tabelado, referente a 9 graus de liberdade para cada uma das variâncias, na distribuição
de Fisher.
Se Fexp for igual ou inferior ao Ftab, então a diferença entre as variâncias não é
significativa, concluindo-se que há homogeneidade de variâncias;
Se Fexp for superior Ftab, a diferença entre as variâncias é significativa. Se for
possível, a gama de trabalho deve ser reduzida até que se verifique a
homogeneidade de variâncias.
4.1.2 Teste estatístico de linearidade
Os indicadores de linearidade da curva de calibração tanto o coeficiente de correlação
do ajuste linear, r2, que deverão ser superiores a 0,99, bem como o teste estatístico de
linearidade proposto pela norma ISO 8466-1.
O teste estatístico de linearidade baseia-se na comparação das variâncias residuais dos
ajustes lineares de grau 1 e de grau 2. A avaliação é feita através de um valor teste (VT)
expresso por:
46 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace VT = �� /
(23)
Onde � é calculado de acordo com a seguinte expressão: � = − � − � / (24)
em que � / representa a variância residual da curva de calibração de grau 1 e � /
a variância residual da curva de calibração de grau 2.
Assim, o VT é comparado, para um grau de confiança de 95%, com o valor tabelado,
referente a um e (n-3) graus de liberdade, na distribuição de Fisher [26].
Se VT for igual ou inferior a Ftab, a função de grau 2 não introduz melhorias
significativas no ajuste dos pontos experimentais;
Se VT for superior Ftab, a função de grau 2 introduz melhorias significativas no
ajuste dos pontos experimentais. A gama de trabalho deve ser reduzida ou então
a curva de calibração deverá ser ajustada por uma função polinomial de grau 2;
4.1. Limites analíticos
Os limites analíticos, limite de deteção (LD) e limite de quantificação (LQ), podem ser
entendidos conforme a recomendação IUPAC ou a norma ISO 11843. De acordo com
a IUPAC, os limites analíticos podem ser classificados em limites de deteção e de
quantificação da técnica experimental e em limites de deteção e de quantificação do
método analítico. Já a norma ISO 11843, em comparação com as recomendações da
IUPAC, não faz referência aos limites de deteção e de quantificação da técnica
instrumental. São criados dois novos parâmetros: valor crítico e valor mínimo detetável.
Neste trabalho de estágio, determinou-se apenas os limiares analítico do método
analítico, de acordo com a recomendação da IUPAC [27].
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
47
4.1.1. Limite de deteção
O limite de deteção pode ser definido como a concentração mínima do analito que pode
ser detetada pelo método, mas não necessariamente quantificada com rigor estatístico.
O LD caracteriza a zona analítica que distingue amostra do branco [25]. O limite de
deteção da técnica experimental pode ser calculado com base na seguinte expressão:
= � + (25)
Em que Sb é uma boa aproximação da ordenada na origem da curva de calibração e sb
uma boa aproximação do desvio padrão residual da curva de calibração.
Já, o limite de deteção do método analítico é determinado da seguinte forma:
LD = (26)
em que m é o declive da reta de calibração e sb representa o desvio padrão da linha de
base ou, em sua substituição, uma boa aproximação daquele desvio, como por exemplo
o desvio padrão residual da curva de calibração.
4.4.2. Limite de quantificação
O limite de quantificação corresponde ao início do intervalo em que o coeficiente de
variação (incerteza relativa) do sinal analítico se reduziu a valores razoáveis para ser
possível efetuar uma deteção quantitativa [25]. O limite de quantificação do método
analítico pode ser calculado a partir da seguinte expressão:
LQ = (27)
em que m é o declive da reta de calibração e sb representa o desvio padrão da linha de
base ou, em sua substituição, uma boa aproximação daquele desvio, como por exemplo
o desvio padrão residual da curva de calibração.
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4.5. Seletividade/especificidade
A seletividade de um método analítico é a capacidade do método em identificar e
distinguir um determinado analito numa mistura complexa, sem ocorrer interferência de
outros componentes, quando a técnica de medição responde a muitos mais
componentes. A seletividade do método deve ser estudada usando várias amostras,
como por exemplo soluções padrão, misturas de matrizes complexas ou elementos
consideradas como potenciais interferentes. A seletividade do método é demonstrada
como o desvio dos resultados obtidos pela análise do analito em amostras fortificadas
com todos os potenciais interferentes face aos resultados obtidos com amostras
contendo somente o analito. Um método analítico pode ser considerado aplicável
(específico e seletivo) quando na prática, e após a realização de testes de recuperação,
se verificar que as taxas de recuperação são próximas de 100%. Em métodos
cromatográficos, a seletividade está relacionada com a capacidade de separação que
os métodos demonstram ter face a amostras de composição variada. Por consequência,
a seletividade nestes métodos é avaliada pela ausência de mais do que um analito para
um mesmo tempo de retenção [25][26].
4.6. Sensibilidade
A sensibilidade pode ser classificada de duas formas: sensibilidade da técnica
instrumental e sensibilidade analítica. A primeira corresponde à taxa de variação da
propriedade física com a concentração do analito e que se identifica com o declive da
reta de calibração. A sensibilidade analítica, é definida como a diferença entre as
concentrações de duas amostras com concentrações semelhantes que pode ser
distinguida com um certo grau de confiança [26]. É quantificada de acordo com a
seguinte expressão:
γ = S (28)
FCUP
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49
em que m representa o declive e ss o desvio padrão do sinal analítico correspondente à
concentração do analito.
A sensibilidade analítica é constante em todo o domínio da calibração se houver
homogeneidade de variâncias nesse intervalo de concentrações.
4.7. Precisão
A precisão tem por objetivo avaliar a dispersão dos resultados entre ensaios
independentes, repetidos sobre uma mesma amostra, amostras semelhantes ou
padrões de referência, em condições bem definidas. É avaliada ao nível da
repetibilidade, precisão intermédia e reprodutibilidade.
Este parâmetro pode ser avaliado usando o valor do desvio padrão relativo, coeficiente
de variação, ou determinando os limites de repetibilidade (r) e de reprodutibilidade (R).
Estes critérios indicam o valor abaixo do qual se devem situar, para um nível de
confiança de 95%, a diferença absoluta entre dois resultados de ensaio obtidos nas
condições de repetibilidade e reprodutibilidade [25].
4.7.1. Repetibilidade
A repetibilidade é um parâmetro que exprime a variabilidade existente entre resultados
de medições sucessivas, aquando da sua realização, no mesmo laboratório, pelo
mesmo analista, no mesmo equipamento e em curtos intervalos de tempo.
Para determinar a repetibilidade de um método efetuam-se uma série de medições (n ≥
10) sobre uma mesma amostra ou padrões de referência, em condições de
repetibilidade.
Para um nível de confiança de 95%, o limite de repetibilidade (r) é avaliado por:
r = ,8 √� � (29)
em que � � representa a variância de repetibilidade associada aos resultados
considerados.
50 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
4.7.2. Reprodutibilidade
A precisão sob condições de reprodutibilidade refere-se aos resultados de medições
independentes obtidos utilizando o mesmo método, sobre uma mesma amostra, em
laboratórios diferentes, por diferentes operadores e equipamentos.
O limite de reprodutibilidade (R) é o valor abaixo do qual se deve situar, com uma
probabilidade específica (95%), a diferença absoluta entre dois resultados de ensaio,
obtidos nas condições referidas.
Para um nível de confiança de 95%, o limite de reprodutibilidade (R) é avaliado segundo:
r = ,8 √� (30)
em que � representa a variância de reprodutibilidade associada aos resultados
considerados, para cada laboratório.
4.7.3. Precisão intermédia
A precisão intermédia é a precisão avaliada sobre a mesma amostra, no mesmo
laboratório, mas com a variação de determinadas condições, como por exemplo o
analista, o equipamento ou os dias.
Esta medida de precisão é reconhecida como a mais representativa da variabilidade dos
resultados num laboratório. De acordo com a norma ISO 5725-3, a precisão intermédia
pode ser avaliada de duas formas distintas: através de cartas de controlo de amplitudes,
aplicadas em réplicas, duplicados de amostra e padrões ou através do cálculo do desvio
padrão associado à precisão intermédia [26].
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
51
4.8. Exatidão
De acordo com o International Conference on Harmonisation, ICH, a exatidão de um
método analítico é definida como o grau de concordância entre o valor de referência
aceite como verdadeiro e o valor do resultado de ensaio [27]. O termo exatidão, quando
aplicado a uma série de resultados de ensaio, é dependente da combinação de
componentes de erros aleatórios e sistemáticos. A avaliação deste parâmetro pode ser
efetuada com recurso a materiais de referência, a comparações de resultados
provenientes de dois métodos de análise diferentes ou a partir da realização de ensaios
de fortificação.
4.9. Robustez
A robustez de um método descreve a estabilidade desse método quando se provoca
deliberadamente pequenas variações nas condições experimentais de natureza
ambiental e operacional, nomeadamente a temperatura, humidade exterior,
luminosidade, materiais usados, condições de armazenamento, concentração de
soluções tampão, estabilidade dos reagentes, entre outros parâmetros. O método diz-
se robusto quando é pouco sensível aquele tipo de variações [26].
Capítulo 5
Desenvolvimento experimental
54 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
5. Desenvolvimento experimental
O desenvolvimento da metodologia para a determinação de COV e COSV em tintas
líquidas por GC-MS com amostrador headspace decorreu no Centro de Investigação e
Desenvolvimento da CIN, na Maia. Como tal utilizaram-se os equipamentos e materiais
disponíveis no laboratório.
O método para a determinação de COV em tintas líquidas por GC-MS com amostrador
headspace, já se encontrava implementado na CIN desde 2012. No entanto e devido à
à inclusão dos COSV no método anterior de determinação de COV, houve a
necessidade de aquisição de uma nova coluna cromatográfica que tolerasse
temperaturas mais elevadas de separação. Coluna essa que, em comparação com a
coluna anterior, apresenta caraterísticas diferentes, nomeadamente o facto de ter menor
polaridade e apresentar menor diâmetro interno e menor espessura do filme. Esta
coluna, em comparação com a coluna anterior, suporta uma temperatura máxima de
funcionamento de 320 ºC.
Devido às diferenças da coluna cromatográfica foi necessário voltar a optimizar as
condições operacionais mais adequadas para a realização dos ensaios subsequentes.
Deste modo, foram estabelecidos dois métodos: um método para a determinação
simultânea dos COV e dos COSV e outro método para a determinação apenas de COV.
Uma vez que existem tintas que na sua constituição só apresentam COV e para não
submeter a coluna cromatográfica a temperaturas muito elevadas, bem como diminuir
o tempo de ensaio, foi estabelecido um método independente para a determinação de
COV. De seguida, serão apresentadas as condições operacionais do amostrador
headspace, do cromatógrafo gasoso e do espetrómetro de massa para ambos os
métodos.
Neste capítulo descrevem-se ainda os reagentes, os materiais e os instrumentos
necessários para a execução das metodologias analíticas. Apresentam-se também os
procedimentos experimentais seguidos ao longo deste trabalho de estágio.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
55
5.1. Reagentes
Os reagentes utilizados como marcadores dos pontos de ebulição de 250 ºC e 350 ºC
foram o tetradecano e o docosano, com grau de pureza de 99%, fornecidos pela Sigma-
Aldrich, e como padrão interno o isobutanol com uma pureza mínima de 99,8%,
disponível na empresa para outros fins e que pode ser adquirido a vários fornecedores,
como por exemplo Drogas Vigo, Basf, entre outros.
Para a preparação das soluções padrão, utilizou-se um conjunto de reagentes da família
dos álcoois, cetonas, ésteres, glicóis e hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos que a
empresa consome na produção de tintas e vernizes.
Como fase móvel, utilizou-se hélio adquirido à empresa Ar Líquido, com um grau de
pureza de 99,999%.
5.2. Material e instrumentação
Na execução do trabalho experimental foi utilizado o material e a instrumentação
habitualmente disponível em laboratório. Todavia, merece apenas ser salientado o
material e a instrumentação específicos do trabalho realizado e que se encontram
abaixo discriminados.
5.2.1. Material
Micropipeta de 5000 µL da marca Comecta S.A.;
Seringa de precisão de 1 e 10 µL da marca SGE;
Vials de vidro com capacidade de 22,3 mL, de dimensões 75,5 x 23 mm;
Septos de silicone/PTFE da marca La-Pha-Pack;
Cápsula de alumínio para headspace da marca La-Pha-Pack;
Encapsulador da marca La-Pha-Pack;
Frascos de vidro com uma capacidade de 32,5 mL, da marca VWR.
56 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
5.2.2. Instrumentação
Balança analítica com precisão de ± 0,1 mg da marca KERN, modelo ALJ.250-
4;
Cromatógrafo gasoso, da marca PerkinElmer, modelo Clarus 680 com detetor
de massa quadropólo da marca PerkinElmer, modelo Clarus 600 S. O controlo
dos equipamentos e a aquisição de dados foi assegurado pelo software
TurboMass.
Amostrador headspace, da marca PerKinElmer, modelo Turbomatrix 40;
Coluna capilar, da marca PerkinElmer, com 30 m de comprimento, 0,25 mm de
diâmetro interno e 0,25 de espessura do filme, sendo a fase estacionária
constituída por 5% de fenil e 95% de dimetilpolisiloxano.
Na Figura 15 encontra-se representado o cromatógrafo gasoso acoplado ao
espetrómetro de massa e ao amostrador headspace utilizado no presente trabalho.
Fig. 15: Imagem do cromatógrafo gasoso acoplado ao espetrómetro de massa e ao amostrador headspace utilizado na CIN.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
57
5.3. Condições operacionais do amostrador headspace
Na Tabela 3 encontram-se sistematizadas as condições operacionais do headspace
utilizadas ao longo da execução do presente trabalho.
Tabela 3:Condições operacionais do amostrador headspace.
Temperatura do forno / °C 170
Temperatura da agulha / °C 175
Temperatura da linha de transferência / °C 180
Pressão na cabeça da coluna / psi 16
Pressão de injeção / psi 30
High pressure Ligado
Vial vent Ligado
Tempo de injeção / min 0,02
Withdrawal times / min 0,2
Tempo de pressurização do vial / min 1,00
Tempo de termostatização / min 15,0
Tempo do ciclo GC / min 37,0/ 46,0(1)
Linha de transferência Fused Silica Tubbing
Modo de injeção Constante (1) Para a determinação simultânea de COV e COSV existe a necessidade de aumentar o tempo do ciclo
do GC.
Nos ensaios em tintas com baixo teor de COV (<1%) existe a necessidade de aumentar
o tempo de injeção de 0,02 minutos para 0,06 minutos para melhor detetar e quantificar
os compostos presentes em menor percentagem, conforme foi verificado no decorrer
deste trabalho.
5.4. Condições operacionais do cromatógrafo gasoso
No cromatógrafo gasoso, os ensaios foram efetuados com uma razão de split de 1:30 e
com uma temperatura do injetor de 190 °C. Não se trabalhou em modo de fluxo
constante da fase móvel, mas sim em modo de controlo da pressão na cabeça da
58 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
coluna. Foi estabelecida um programa de pressão para ambos os métodos de
separação e que se encontram descritos nas Tabelas 4 e 5.
Tabela 4:Condições operacionais GC: Programa de pressão na cabeça da coluna do método de separação e determinação de COV e COSV.
Taxa de variação da pressão Patamares de
pressão
Período de tempo nos
patamares de pressão
1,5 psi 16,00 min
0,5 psi/ min 2,5 psi 3,37 min
0,8 psi/ min 5,0 psi 3,40 min
0,8 psi/min 10,0 psi 6,00 min
Tabela 5:Condições operacionais GC: Programa de pressão na cabeça da coluna do método de separação e determinação de COV.
Taxa de variação da pressão Patamares de
pressão
Período de tempo nos
patamares de pressão
1,5 psi 15,00 min
0,8 psi/ min 2,5 psi 3,13 min
0,8 psi/ min 5,0 psi 2,00 min
0,8 psi/min 10,0 psi 3,00 min
Nas Tabelas 6 e 7 encontram-se discriminados os programas de temperatura dos
métodos de separação e determinação de COV e COSV e de apenas COV,
respetivamente.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
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59
Tabela 6:Condições operacionais GC: programa de temperatura do método de separação e determinação de COV e COSV.
Taxa de variação da
temperatura
Patamares de
temperatura
Período de tempo nos
patamares de
temperatura
35 ºC 6,00 min
7,0 ºC/ min 120 ºC 2,00 min
5,0 ºC/ min 150 ºC 0,00 min
15,0 ºC/ min 300 ºC 4,00 min
Tabela 7:Condições operacionais GC: programa de temperatura do método de separação e determinação de COV.
Taxa de variação da
temperatura
Patamares de
temperatura
Período de tempo nos
patamares de
temperatura
35 ºC 6,00 min
7,0 ºC/ min 120 ºC 2,00 min
5,0 ºC/ min 150 ºC 0,00 min
15,0ºC/ min 200 ºC 4,00 min
5.5. Condições operacionais do espetrómetro de massa
No espetrómetro de massa, a maioria das condições foram atribuídas pelo software do
equipamento aquando a realização do ultratune, à exceção da temperatura da fonte e
da linha de transferência. A Tabela 8 mostra as condições operacionais definidas para
o espetrómetro de massa.
60 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
Tabela 8: Condições operacionais do espetrómetro de massa.
Intel temperature / °C 200
Electron energy / eV 70
Trap emission / °C 100
Repeller 1,0
Lens 1 1,0
Lens 2 160,0
Source temperature / °C 200
LM Res 14,2
HM Res 12,0
Ion Energy / V 0,5
Ion energy ramp 2,0
Multiplier / V 350
5.6. Procedimento experimental
5.6.1. Preparação da amostra
Para um vial de 22,3 mL, pesou-se rigorosamente, com uma precisão de 0,1 mg, uma
massa compreendida entre 2 e 10 mg de tinta e uma quantidade conhecida de padrão
interno, previamente diluído em água. De seguida, encapsulou-se o vial com um septo
e uma cápsula de alumínio utilizando um encapsulador. Os vials foram colocados no
amostrador headspace para se dar início à extração térmica dos componentes voláteis
e semi-voláteis presentes na amostra. De salientar que previamente ao ensaio da
amostra com o padrão interno procede-se ao ensaio apenas da tinta para se fazer a
identificação prévia dos compostos voláteis presente
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
61
5.6.2. Preparação das soluções padrão
De acordo com a norma ISO 11890 – parte 2, o teor de COV deve ser determinado com
base no cálculo do fator de resposta de cada analito presente na amostra. Contudo essa
norma refere ainda que, quando ocorrem picos correspondentes a analitos
desconhecidos ou que não se conseguem identificar, deve-se assumir o fator de
resposta unitário para esses compostos. Como facilmente se depreenderá, esta
recomendação poderá introduzir erros apreciáveis na determinação de COV e COSV.
Com o intuito de evitar aquele tipo de erro, optou-se por traçar a reta de calibração para
cada um dos compostos voláteis e semi-voláteis disponíveis no laboratório. Para o
traçado da reta de calibração utilizou-se o seguinte procedimento:
Prepararam-se diferentes soluções padrão do analito de concentração compreendida
entre 2,0 % m/m e 8,0 % m/m em metanol, mantendo sempre constante a
concentração de padrão interno (5,0 % m/m). Posteriormente as soluções padrão
foram submetidas a ensaio nas mesmas condições que as amostras. As áreas dos
picos dos analitos e do padrão interno permitiram traçar a reta de calibração para
cada um dos analitos
A partir da reta de calibração foi possível determinar a concentração do analito na
tinta. De notar, que a razão entre as áreas dos picos referentes ao analito e ao padrão
interno deve estar contida no intervalo de utilização da reta de calibração;
Sempre que necessário procedeu-se à reformulação da reta de calibração dos
diferentes analitos.
Capítulo 6
Resultados
obtidos e discussão
64 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
6. Resultados obtidos e discussão
Neste capítulo apresentam-se os resultados obtidos no decorrer deste trabalho para a
determinação conjunta de COV e COSV em tintas com teor de COV inferior ou superior
a 15%. Os detalhes associados a cada uma das quantificações são exemplificados
apenas com uma única tinta para cada um dos dois tipos de determinação. São também
apresentados os ensaios relativos à validação do método. Face às exigências da
empresa, a implementação e a validação da metodologia analítica foram efetuadas em
simultâneo.
6.1. Determinação quantitativa de COV e COSV em tintas
com teor de COV <15%
Na Figura 6.1 é apresentado o cromatograma obtido em modo de corrente iónica total
(TIC) para uma tinta analisada, aqui designada por tinta A1, onde se evidenciam os
picos cromatográficos referentes aos diversos compostos detetados, assim como os
respetivos tempos de retenção. Da análise ao cromatograma e dado que se observam
picos cromatográficos para além do tempo de retenção do marcador tetradecano, pode-
se constatar que a tinta contém não só COV, mas também COSV.
Fig. 16:Cromatograma obtido em modo de corrente iónica total da tinta A1
A identificação das substâncias associadas a cada um dos picos cromatográficos foi
efetuada por comparação dos espetros de massa registados em cada um dos picos com
os de uma biblioteca de espetros de massa. Esta identificação foi posteriormente
confirmada pela comparação entre os tempos de retenção dos picos registados nos
cromatogramas da amostra de tinta e de uma solução padrão da substância suspeita.
A aplicação do procedimento conjunto de identificação dos picos cromatográficos
Tet
rade
cano
Isob
utan
ol
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
65
referentes à tinta A1, permitiu conhecer a sua composição em substâncias voláteis e
semi-voláteis. Uma dessas substâncias é o butildiglicol, que é um composto volátil e que
se encontra assinalado no cromatograma da Figura 16.
Uma vez identificados os compostos, procedeu-se à determinação do fator de resposta
de cada um deles nas mesmas condições de ensaio da amostra de tinta ou, em sua
substituição, ao traçado da reta de calibração de cada um dos compostos na presença
de padrão interno. Nas situações em que não se dispunha da substância pura não se
procedeu à determinação do fator de resposta, nem ao traçado da reta de calibração,
tendo-se usado o fator de resposta 1 no cálculo do teor conjunto de COV e COSV, tal
como está previsto na norma ISO 11890-2
A quantificação do butildiglicol na tinta A1 foi efetuada com recurso ao traçado de uma
reta de calibração. Na Tabela 9 encontram-se registadas as razões das concentrações
de butildiglicol e de padrão interno para várias soluções padrão de butildiglicol, assim
como as correspondentes razões de área dos dois picos cromatográficos e o tempo de
retenção do butildiglicol.
Tabela 9:Dados referentes ao traçado da reta de calibração do butildiglicol na presença de padrão interno.
Padrão |�||��| ����� Tempo de retenção (min)
1 0,428 0,0780 20,92
2 0,659 0,216 20,90
3 0,710 0,322 20,98
4 1,16 0,780 20,94
5 1,17 0,751 20,93
6 1,39 1,00 20,99
Na Figura 17 está representada a reta de calibração do butildiglicol. A reta que melhor
se ajusta aos resultados experimentais é definida pela equação y=0,987x – 0,383, com
um coeficiente de correlação linear (r) de 0,996. Um modelo de regressão linear é válido
quando o coeficiente de correlação é superior a 0,995. Assim, pode-se afirmar que para
o butildiglicol o modelo de regressão linear é aceite.
66 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
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Fig. 17:Reta de calibração de butildiglicol na presença de padrão interno.
A partir da reta de calibração foi possível determinar a concentração de butildiglicol na
tinta A1. A Tabela 10 mostra os resultados obtidos para determinação de butildiglicol na
tinta analisada.
Tabela 10: Concentração de butildiglicol para a tinta A1.
Tinta A1
Aanalito/API= m (%analito/%PI) + b
Butildiglicol
Abutildiglico/API 0,44
Declive (m) 0,987
Ordenada na origem (b) - 0,382
% (m/m) butildiglicol experimental (média) 0,60
Ensaio 1 0,59
Ensaio 2 0,64
Ensaio 3 0,60
Desvio padrão (%) 0,015
% (m/m) butildiglicol esperado 0,60
y = 0,9873x - 0,3823
R² = 0,9922
0,00
0,15
0,30
0,45
0,60
0,75
0,90
1,05
0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60
Ab
uti
ldig
lic
ol/A
PI
(%butildiglicol)/(%PI)
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Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
67
Ao analisar a Tabela 10 pode-se verificar que, numa média de 3 ensaios, obteve-se uma
concentração de butildiglicol de 0,60 %, sendo o valor esperado, atendendo à
formulação da tinta, de 0,60 %.
Determinada a concentração de butildiglicol na tinta A1 e considerando o fator de
resposta 1 para os restantes compostos foi possível determinar o teor de COV e COSV
presente na tinta. Na Tabela 11 encontram-se representados os resultados obtidos para
a determinação do teor de COV e COSV na tinta A1.
Tabela 11:Teor experimental de COV e COSV da tinta A1 para as três tomas ensaiadas.
Ensaio % COV COV / g/L % COSV COSV / g/L
1 0,9 14 0,6 9
2 0,7 10 0,3 5
3 0,7 10 0,3 5
A média e o respetivo desvio padrão do teor de COV e COSV da tinta A1 encontra-se
registado na Tabela 12.
Tabela 12:Teores de COV e COSV da tinta A1 e respetivas incertezas.
COV experimental COV esperado COSV experimental COSV esperado
0,8 % (m/m) 0,7 % (m/m) 0,4 % (m/m) 0,6 % (m/m)
Desvio
padrão 0,07 % (m/m) 0,09 % (m/m)
11 g/L 10 g/L 4 g/L 6 g/L
Desvio
padrão 1,3 g/L 1,3 g/L
Assim, ao observar a Tabela 12 pode-se afirmar que, numa média de 3 ensaios, a tinta
A1 apresenta um teor de COV de 0,7%, correspondente a 10 g/L, e um teor de COSV
de 0,4%, correspondente a 6 g/L.
Na Tabela 13 encontram-se registados os resultados obtidos para as restantes tintas
analisadas no decorrer do estágio e com um teor de COV inferior a 15 %.
68 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
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Tabela 13:Teores de COV e COSV de todas as tintas ensaiadas com teor de COV inferior a 15%.
COV COSV
Produto exp %
esperado %
exp g/L
esperado g/L
exp %
esperado %
exp g/L
Tinta A1 0,8 0,7 11 10 0,4 0,6 6
Tinta A2 0,01 0,01 0,2 0,2 1,3 1,3 18
Tinta A3 1,9 2,7 28 40 0,1 0,0 2
Tinta A4 2,0 2,7 29 41 0,1 0,0 1
Tinta A5 1,4 2,8 20 41 0,1 0,0 1
Tinta A6 0,0 0,1 0 2 1,4 2,2 20
Tinta A7 2,3 2,1 35 35 0,0 0,0 0
Tinta A8 2,3 2,1 35 35 0,0 0,0 0
Tinta A9 0,1 0,3 1,0 5 1,9 2,0 27
Tinta A10 0,7 3,0 7 30 2,9 0,0 28
Tinta A11 1,6 2,6 23 33 0,0 0,0 0
Tinta A12 5,5 7,3 68 89 1,3 1,5 16
Tinta A13 5,1 7,1 67 91 1,1 1,5 14
Tinta A14 0,7 1,9 9 27 0,4 0,5 5
Tinta A15 2,6 3,8 27 40 0,6 1,3 6
Tinta A16 3,9 4,5 47 55 0,6 0,7 9
Tinta A17 0,7 1,7 12 28 0,8 1,5 14
Tinta A18 1,1 2,2 11 30 0,5 1,0 7
Tinta A19 1,9 2,2 25 29 1,0 1,0 13
Tinta A20 0,8 0,9 12 12 0,4 0,6 6
Tinta A21 1,6 1,8 23 25 0,9 1,2 12
Tinta A22 2,4 2,3 39 39 1,4 1,5 22
Tinta A23 2,0 2,3 34 38 1,3 1,5 22
Tinta A24 0,7 1,9 9 27 0,4 0,5 6
Na maioria dos casos os teores obtidos são inferiores aos valores esperados tendo em
consideração as formulações de fabrico das tintas. De notar, que o cálculo do teor
esperado de COV entra com as contribuições provenientes das matérias-primas que
não corresponde a um valor real, mas sim a um máximo estimado indicado pelos
fornecedores. Neste contexto, e com o intuito de perceber alguns dos resultados
obtidos, as matérias-primas foram também submetidas a ensaios de determinação de
COV e COSV, tendo-se verificado que, por vezes, os seus teores de COV e COSV não
correspondem à informação dada pelos fornecedores.
FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
69
6.2. Determinação quantitativa de COV em tintas com teor
de COV> 15%
A determinação do teor de COV em tintas com teor superior a 15% foi efetuada com
base na norma portuguesa NP EN ISO 11890-parte 1. Essa norma preconiza a
utilização do método da diferença para o cálculo do COV no produto. Este método tem
em consideração o teor de matéria volátil, a densidade e quando aplicável o teor de
COSV e de água. O cálculo do teor de COV é efetuado com base na expressão 1 do
capítulo 2.2.1 à determinação do teor de COV e COSV em tintas líquidas. De seguida
será apresentado um exemplo da determinação de COV em tintas com um teor de COV
superior a 15%.
Na Tabela 14 encontram-se registados os resultados obtidos para o teor de matéria não
volátil e densidade de uma tinta, aqui designada por B1. Neste caso a tinta não continha
COSV (como a seguir se demonstra) nem água.
Tabela 14:Dados referentes à tinta B1 necessários à obtenção do seu teor de COV.
Tinta B1
Teor de matéria não- volátil / % 45,63
Densidade / g/L 0,899
Teor de COSV / % 0,0
Teor de água / % 0,0
Na Figura 18 encontra-se representado o cromatograma da tinta B1, onde é possível
constatar a inexistência de COSV, uma vez que não se verifica a presença de picos
cromatográficos depois do marcador.
70 FCUP
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Fig. 18:Cromatograma obtido em modo de corrente iónica total da tinta B1.
O teor de COV, assim como a respetiva incerteza, é apresentado na Tabela 15 .
Tabela 15:Teor de COV determinado para a tinta B1 e respetiva incerteza.
Tinta B1
COV / g/L (média) 489 ± 1
Ensaio 1 487
Ensaio 2 489
Ensaio 3 490
A média de ensaios deu origem a um teor de COV, para a tinta B1 de 489 ± 1 g/L. A
incerteza associdada ao teor de COV encontrado foi calculada com base na lei da
propagação dos erros das variáveis usadas no cálculo do teor de COV.
Na Tabela 16 estão representados os teores de COV obtidos para todas as tintas
ensaiadas com um teor superior a 15%.
Tet
rade
cano
FCUP
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tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
71
Tabela 16:Teores de COV de todas as tintas ensaiadas com teor de COV superior a 15%.
Produto COV exp g/L
COV esperado g/L
Tinta B1 489 500 Tinta B2 446 463 Tinta B3 405 402 Tinta B4 402 400 Tinta B5 404 400 Tinta B6 437 441 Tinta B7 428 419 Tinta B8 502 496 Tinta B9 511 518 Tinta B10 396 398 Tinta B11 399 402 Tinta B12 304 300 Tinta B13 299 300 Tinta B14 292 298 Tinta B15 503 523 Tinta B16 702 714 Tinta B17 520 533 Tinta B18 326 318 Tinta B19 647 678 Tinta B20 500 500 Tinta B21 443 456 Tinta B22 425 ? Tinta B23 440 ?
6.3. Validação da metodologia analítica
Neste trabalho realizou-se um estudo da linearidade, dos limiares analíticos, da
sensibilidade, da precisão e da seletividade.
Nesta secção será apresentado um exemplo da validação da metodologia analítica para
um COV, o butildiglicol, e para um COSV, o texanol.
72 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
6.3.1. Estudo da linearidade
Como já foi referido anteriormente, o grau de linearidade da reta de calibração do
butildiglicol é aceite pelo critério do coeficiente de correlação linear, uma vez que o seu
valor é superior ao valor mínimo de aceitação, que é 0,995. Todavia, neste trabalho a
linearidade foi avaliada também pelo critério baseado na comparação das variâncias
dos desvios residuais entre o ponto experimental e a reta ajustada por um polinómio de
grau 1 e de grau 2. No entanto, é necessário conhecer, previamente, se o intervalo de
linearidade da reta de calibração exibe homogeneidade de variâncias.
Para efetuar o estudo da homogeneidade de variâncias, foram preparadas e dez
réplicas independentes de soluções padrão da substância a ensaiar com a menor e a
maior concentração usadas no traçado da reta de calibração. Depois de ensaiadas
todas estas soluções, procedeu-se ao cálculo da razão das áreas dos picos da
substância a ensaiar e do padrão interno, bem como das respetivas variâncias
associadas à menor e à maior concentração da substância a ensaiar, com o intuito de
determinar o valor experimental de F.
Na Tabela 17 estão representados os valores das razões das áreas dos picos do
butildiglicol e do padrão interno, bem como do texanol e do padrão interno para os dois
níveis de concentração daquelas duas substâncias.
Pela análise da Tabela 17 e considerando 5,35 o valor crítico de F para um nível de
significância de 1 % para n-1 graus de liberdade (n-1=9), é possível verificar que o valor
de F experimental é superior ao valor de F crítico para ambas as substâncias. Pelo que
se pode concluir que existem diferenças entre as variâncias, ou seja, não se verifica a
homogeneidade de variâncias.
FCUP
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tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
73
Tabela 17:Resultados obtidos para a homogeneidade de variâncias.
Butildiglicol Texanol
A il igli l��
A l��
Ensaio Padrão 1 (2%) Padrão 2 (8%) Padrão 1 (2%) Padrão 2 (8%) 1 0,23 1,81 0,64 3,45 2 0,18 1,31 0,52 2,83 3 0,33 1,42 0,32 3,02 4 0,20 1,81 0,51 3,55 5 0,27 1,41 0,56 3,03 6 0,38 1,86 0,70 3,42 7 0,20 1,77 0,52 3,38 8 0,11 1,29 0,38 2,97 9 0,20 1,85 0,54 3,48
10 0,22 2,45 0,53 4,17
Média 0,23 1,70 0,52 3,33 Desvio padrão 0,0777 0,354 0,110 0,390
Variância 0,00604 0,125 0,0120 0,152 F experimental 20,75 12,64
F crítico (0,01,9,9)
5,35 5,35
Assim, como entre os dois níveis de concentrações estabelecida não se verifica a
homogeneidade de variâncias e uma vez que não se pretendia reduzir a gama de
concentrações houve a necessidade de introduzir pesos à reta de calibração, a
expressão de cálculo é dada por:
� = y. �� (31)
O peso foi normalizado dividindo a expressão anterior pelo maior valor do peso
calculado.
74 FCUP
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Fig. 19:Curva de calibração por um plinómio de grau1 para o butildiglicol e para o texanol. A linha a cheio define o conjunto de valores dentro do intervalo de quantificação, a tracejado os valores abaixo do limite de quantificação.
Fig. 20:Curva de calibração por um polinómio de grau 2 para o butildiglicol e para o texanol.
y = 1,3026x - 0,5044
R² = 0,9922
y = 2,3331x - 0,5717
R² = 0,9947
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60
A(a
na
lito
)/A
(PI)
(%analito)/(%PI)
Butildiglicol
Texanol
y = 0,2687x2 + 0,8136x - 0,3129
R² = 0,9947
y = -0,0466x2 + 2,4182x - 0,6053
R² = 0,9947
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60
A(a
na
lito
)/A
(PI)
(%analito)/(%PI)
Butildiglicol
Texanol
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Tabela 18:Parâmetros de avaliação da linearidade da curva de calibração.
Butildiglicol Texanol
DS2 0,00167 1,62 x 10-5
VT 1,38 0,0163
F Crítico
(0,01;1;3) 34,12
Pela tabela 18, verifica-se que para os dois compostos o valor de teste (VT) é inferior
ao valor de F crítico para um grau de significância de 0,01. Assim, pode-se concluir que
para um nível de significância de 0,01, a função polinomial de grau 1 ajusta
convenientemente o conjunto de pontos experimentais.
6.3.2. Limiares analíticos
Os limiares analíticos são parâmetros importantes em validação, uma vez que definem
a concentração a partir do qual se pode detetar (limite de deteção) e quantificar (limite
de quantificação) a substância a analisar.
Como referido anteriormente, quando um método envolve o traçado de uma reta de
calibração, os limites de deteção e quantificação podem ser calculados a partir do
declive da reta e do desvio padrão residual, de acordo com as expressões apresentadas
no capítulo 4.
Na Tabela 19 encontram-se registados os limites de deteção e de quantificação obtidos
para o método de quantificação de butildiglicol e de texanol, calculados através dos
parâmetros de ajuste da reta de regressão linear:
y = 1,30x – 0,504– Butildiglicol
y = 2,33x + 0,512 – Texanol
76 FCUP
Implementação e validação de um método de controlo do teor COV em
tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace Tabela 19:Limites de deteção e de quantificação do método de quantificação de butildiglicol e de texanol.
Declive
da reta
(m)
Desvio padrão
residual (sy/x)
Limite de
deteção
(LDc)
%
Limite de
quantificação
(LQc)
%
Butildiglicol 1,303 0,048 2,6 3,9
Texanol 2,333 0,070 2,8 4,8
Como se pode constatar através da Tabela 19, os limites de deteção e quantificação
dos componentes voláteis e semi-voláteis são mais elevados do que a concentração
daqueles dois componentes no limite inferior do intervalo de utilização da reta de
calibração e que é de 2%. Não tendo sido possível, durante o período de estágio,
aumentar a precisão das medições experimentais e consequentemente reduzir a
incerteza correspondente ao afastamento do ponto experimental à reta de calibração de
modo a reduzir os limites de deteção e quantificação do método analítico, tomou-se a
decisão temporária de manter os limites do intervalo de utilização face à linearidade da
curva de calibração observada dentro desse intervalo e proceder à quantificação dos
analitos desde que a sua concentração fosse superior ao limite de deteção. O caráter
temporário desta decisão obriga que no futuro se proceda à reformulação do método de
análise de modo a diminuir os limites de deteção e de quantificação das substâncias
voláteis e semi-voláteis. Para isso, sugere-se a diminuição do limite superior do intervalo
de utilização e a redução da concentração de padrão interno nas amostras a ensaiar.
6.3.3. Sensibilidade
Neste trabalho avaliou-se a sensibilidade do método analítico para a menor (2,0 %m/m)
e maior (8,0 %m/m) concentração da solução padrão da substância a ensaiar. Na
Tabela 20 encontra-se representado os resultados obtidos para a sensibilidade do
método analítico.
FCUP
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Tabela 20: Valores da sensibilidade do método de quantificação de butildiglicol e texanol.
Sensibilidade do método analítico
Nível de concentração Butildiglicol Texanol
2,0 % 12,6 8,3
8,0 % 2,8 2,3
Pela tabela 20 pode-se constatar que tanto para o butildiglicol como para o texanol, o
método analítico é mais sensível para o nível de concentrações mais baixas.
6.3.4. Precisão
A precisão foi avaliada em termos de repetibilidade e precisão intermédia.
Repetibilidade
O estudo da repetibilidade consiste em repetir o mesmo ensaio, sobre a mesma
amostra, pelo mesmo analista, utilizando a mesmo equipamento, em curtos intervalos
de tempo. Para a determinação da repetibilidade do método analítico efetuaram-se 10
ensaios das soluções padrão mais e menos concentradas da reta de calibração da
substância a ensaiar.
No decorrer do trabalho, verificou-se que numa média de 3 ensaios existia, de uma
maneira geral, um ensaio que se encontrava mais distante dos restantes. Aplicando o
critério de aceitação de Grubbs a esse conjunto de resultados raramente esse ensaio
era rejeitado. Assim, a partir dos ensaios de repetibilidade, foi possível calcular o limite
de repetibilidade, que corresponde ao valor abaixo do qual se deve situar, com uma
probabilidade de 95%, a diferença absoluta entre dois ensaios obtidos nas condições
de repetibilidade. Com este valor passou-se a dispor de um critério objetivo de rejeição
de resultados provenientes da repetição de ensaios.
Uma vez que não se verificou a homogeneidade de variâncias, o limite de repetibilidade
do método de ensaio foi determinado tendo em consideração o valor mais elevado da
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variância, ou seja, considerando o pior cenário possível. Habitualmente, quando se
verifica homogeneidade de variâncias, este limite é determinado com base numa
estimativa da variância do método.
Na Tabela 21 encontram-se representados os resultados obtidos no estudo da
repetibilidade dos padrões de butildiglicol e de texanol.
Tabela 21:Resultados obtidos para o estudo da repetibilidade dos padrões de butildiglicol e de texanol.
Butildiglicol Texanol
A il igli l��
A l��
Ensaio Padrão 1 (2%) Padrão 2 (8%) Padrão 1 (2%) Padrão 2 (8%) 1 0,23 1,81 0,64 3,45 2 0,18 1,31 0,52 2,83 3 0,33 1,42 0,32 3,02 4 0,20 1,81 0,51 3,55 5 0,27 1,41 0,56 3,03 6 0,38 1,86 0,70 3,42 7 0,20 1,77 0,52 3,38 8 0,11 1,29 0,38 2,97 9 0,20 1,85 0,54 3,48
10 0,22 2,45 0,53 4,17
Média 0,23 1,70 0,52 3,33 Desvio padrão
0,078 0,354 0,110 0,390
Variância 0,12 0,15 Limite
repetibilidade 0,99 1,09
Para um nível de significância de 5%, obteve-se um limite de repetibilidade de 0,99 para
o butildiglicol e de 1,09 para o texanol. De salientar, que estes valores podem ser
minimizados aumentando o número de ensaios, o que leva a um amortecimento dos
erros e, consequentemente, a uma redução do limite de repetibilidade.
Precisão intermédia
Para o estudo da precisão intermédia, realizaram-se 3 ensaios da mesma tinta
proveniente de lotes diferentes, em dias diferentes Na Tabela 22 encontram-se
sumariados os resultados obtidos para o estudo da precisão intermédia
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Tabela 22:Resultados obtidos para o estudo da precisão intermédia.
Ensaio % COV % COSV
Lote 1 Lote 2 Lote 1 Lote 2
Dia 1
1 0,74 0,76 0,52 0,40 2 0,60 0,54 0,30 0,30 3 0,74 0,55 0,40 0,40
Dia 2
1 0,75 0,49 0,50 0,40 2 0,75 0,53 0,40 0,40 3 0,64 0,53 0,40 0,40
Média 0,70 0,57 0,42 0,38
S2I 0,13 0,052
Como se pode verificar pela tabela anterior, para o estudo da precisão intermédia
obteve-se um valor de 0,13 para a variância dos COV e de 0,052 para os COSV.
6.3.5. Seletividade
Relativamente à seletividade, visualmente o método pode ser considerado seletivo uma
vez que em todos os cromatogramas foi possível identificar as espécies nos tempos de
retenção previstos, sem interferências de outros componentes. No entanto, no futuro
será necessário realizar um conjunto de ensaios de recuperação, não só da própria
substância a ensaiar, como também de substâncias potencialmente interferentes de
forma a avaliar melhor a seletividade, mas também a exatidão do método analítico.
Capítulo 7
Considerações
finais
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7. Considerações finais
Em suma, verifica-se que a realização deste trabalho sobre a implementação e
validação de uma metodologia analítica para a determinação de COV e COSV em tintas
líquidas por GC-MS com amostrador headspace, é de extrema importância devido às
contribuições que estes compostos apresentam para o meio ambiente e para e a saúde
humana.
O desenvolvimento da norma EN ISO 11890-2 permitiu, ao setor das tintas e vernizes,
a determinação do teor de COV em diferentes produtos. Na realização deste estágio
adotou-se o procedimento descrito na norma portuguesa EN ISSO 11890-parte 2, com
exceção da parte que diz respeito à injeção da amostra e à quantificação dos COV.
No presente trabalho, numa primeira fase houve a necessidade de otimizar as condições
operacionais para a determinação de COV e COSV em tintas líquidas, tendo sido
implementados dois métodos.
Após o estabelecimento das condições operacionais mais adequadas para a
determinação dos COV e COSV, procedeu-se ao desenvolvimento de métodos de
quantificação, tendo sido implementado o método do padrão interno. No decorrer deste
estágio, foram analisadas 28 tintas com um teor de COV inferior a 15%, 30 tintas com
um teor de COV superior a 15% e 43 matérias-primas.
Após a implementação do método, procedeu-se ao início da sua validação, verificando-
se que o intervalo de concentrações correlaciona-se linearmente com a resposta, uma
vez que os coeficientes de correlação são muito próximos da unidade.
A partir do estudo da linearidade, foi possível verificar que existe um bom ajuste da
linearidade, uma vez que o valor de VT é inferior ao F tabelado. Devido ao facto de não
se verificar homogeneidade de variâncias, houve a necessidade de introduzir pesos à
reta de calibração. O método possui um limite de deteção de 2,6 % para o butildiglicol e
de 2,8% para o texanol. Relativamente, ao limite de quantificação apresenta um valor
de 3,9% para o butildiglicol e de 4,8% para o texanol. Face as estes resultados, conclui-
se que no futuro é necessário reformular as retas de calibração de forma a diminuir o
limite superior do analito.
FCUP
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tintas líquidas por GC-MS com amostrador headspace
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Relativamente à sensibilidade, verifica-se que que o método analítico é mais sensível
para concentrações mais baixas de butildiglicol e de texanol.
Em termos de repetibilidade, foi determinado o limite de repetibilidade deste método
para o butildiglicol e para o texanol, 0,99 e 1,09, respetivamente.
Numa análise de precisão intermédia, fez-se variar dois fatores, os dias em que se
efetuaram as análises e os lotes, verificando uma variância de precisão intermédia de
0,13% para os COV e de 0,052% para os COSV.
Ao nível da seletividade, existe necessidade de realizar um conjunto de ensaios de
forma a avaliar não só a seletividade, mas também a exatidão do método. A partir de
ensaios de fortificação será possível aferir o grau de seletividade e de exatidão do
método.
Conclui-se assim, que atualmente na CIN existe um método que permite de uma
maneira geral a determinação de COV e COSV em tintas líquidas. No entanto, no futuro,
será necessário continuar com validação da metodologia analítica, devido ao facto desta
ser fundamental para definir se o método desenvolvido se adequa aos objetivos a que
se destinam, a fim de demostrar que o método de ensaio conduz a resultados confiáveis.
84 FCUP
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